http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9147
Разработка мер безопасности в машиностроительном цеху при обработке металла
В процессе металлообработки основные меры безопасности направлены на предотвращение попадания продуктов резания за зону обработки. В связи с этим на проектируемый шлифовальный станок устанавливают защитный кожух. Также в связи с высокой степенью автоматизации привода допускается и отсутствие оператора во время тех. процесса. Станок имеет повышенную точность изготовления и его конструкция, не имеющая механических приводов для органа главного движения, не дает опасной вибрации и шума.
Оценка уровня шума станка может быть проведена приближенно.
Основным источником шума являются электродвигатели и зона резания.
Уровень шума двигателя оценивается согласно ГОСТ 16372-77
При мощности двигателя в 20 кВт.
Вид станка - шлифовальный.
С учетом номинальной мощности (20кВт) и частотой вращения шпинделя (свыше 3150 мин-1) выбираем уровень шума равный 95дБА. Вносим поправку с учетом вида станка и влияние этого параметра на шум от зоны резания.
ΔL=10 дБА.
Lобщ=L + ΔL=95+10=105 дБА.
При допустимом уровне шума Lобщ=80 дБА. При этих значениях необходимо использовать звукозащитный кожух, что соответствует КЛАССУ 4 – уменьшение шума на 15 дБА.
Lобщ=105-15=90 дБА.
Рабочее место оператора при станке должно быть удобным и не стеснять действий. Работа по наладке и смене заготовок должна вестись в хорошо оборудованном и освещенном месте. Расчеты освещения и средств по поддержанию микроклимата рабочего места необходимы, так как операция обработки связана с большой точностью и объемом производства, где сбои в программе выпуска недопустимы.
Меры безопасности при работе в производственных помещениях
Производственные помещения, в которых осуществляются про¬цессы обработки резанием, могут соответствовать требованиям СНиП 11-2—80, СНиП 11-89—80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СИ 245—71. Бытовые помещения соответствуют требованиям СНиП II-92—76. Все помещения оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.
Полировальные и шлифо¬вальные отделения помещений относятся соответственно к помеще¬ниям взрывопожарных производств категории Б и к классу В.
Вентиляции в производственных помещениях
Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных поме¬щениях помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ) должна быть предусмотрена приточно-вытяжная обще обменная система вентиляции.
Помещения, в которых хранятся и готовятся растворы бактерицидов для СОЖ, должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.
Воздуховоды для удаления пыли титановых и магниевых сплавов должны иметь гладкие внутренние поверхности без карманов и углублений (исключающих скапливание пыли), минимальные длину и число поворотов. Радиусы закруглений должны быть не менее трех диаметров. Воздуховоды установок для отсасывания магниевой пыли должны быть оборудованы предохранительными клапанами, открывающимися наружу из взрывоопасного помещения.
Воздух, удаляемый местными отсасывающими устройствами при обработке магниевых сплавов на полировальных и шлифовальных станках, должен быть очищен в масляных фильтрах до поступления его в вентилятор. Фильтры и вентиляторы должны быть изолирова¬ны от цеха, где производится обработка резанием. Во избежание опасности завихрения и образования взрывоопасной смеси магниевой пыли с воздухом не допускается применять для очистки сухие центробежные циклоны и суконные фильтры.
Помещения в цехах и на участках обработки резанием, пребыва¬ние в которых связано с опасностью для работающих, например обработка бериллия, должны быть отделены от других помещений изолирующими перегородками, иметь местную вытяжную вентиляцию и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026—76*.
Для снятия статического электричества пылеприемники и воздуховоды вентиляционных установок должны иметь заземление по ГОСТ 12.1.030-81.
Помещения и воздуховоды от местных отсосов и общеобменной вентиляции должны очищаться по графику, утвержденному в соот¬ветствии с принятой на предприятии формой внутренней докумен¬тации.
В соответствии с требованиями СНиП II-33-75 ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.
Освещению в производственных помещениях
Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 .Для зданий, расположенных в III и IV климатических районах, должны быть предусмотрены солнцезащитные устройства. В помещениях с недостаточным естест¬венным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН 245-71. Для местного освещения следует применять светильники, установ¬ленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже значений. Для местного освещения должны использоваться светильники с не просвечиваемыми отражателями с защитным углом не менее 30°. Кроме того, должны быть предусмотрены меры по снижению отраженной блескости.
Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна про¬водиться не реже двух раз в год. Чистка ламп и осветительной арматуры для инструментальных цехов должна проводиться не реже двух раз в год, а для остальных производственных помещений - не реже четырех раз в год.
Нормирование проектирования искусственного и естественного освещения производится для обеспечения не только удобства, но и качества производственного процесса Рис.. Хорошее освещение при высокоточной работе снижает вероятность при визуальном контроле параметров обработки.
Таблица 1
Степень точности зрительной работы Наименьший размер объекта различения мм. Контраст объекта различения с фоном Характеристика фона Освещенность
Искусственная лк.
Коэффициент естественного освещения %
комбин. общее Верхнее,
комбин. боковое
1 2 3 4 5 6 7 8
Очень высокая От 0.15-0.3 Средний Темный 3000 750 7 2.5
Размещение производственного оборудования и организация рабочих мест
Для работающих, участвующих в технологическом процессе об¬работки резанием, должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь, на которой размеща¬ются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства.
Для работы сидя рабочее место оператора должно иметь кресло (стул, сиденье) с регулируемыми наклоном спинки и высотой сиденья. Эргономические требования при выполнении работ сидя и стоя при¬ведены в ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78.
На каждом рабочем месте около станка на полу должны быть деревянные решетки на всю длину рабочей зоны, а по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка.
При разработке технологических процессов необходимо предусмат¬ривать рациональную организацию рабочих мест.
Удобное расположение инструмента и приспособлений в тумбоч¬ках и на стеллажах, заготовок в специализированной таре, примене¬ние планшетов для чертежей позволяет снизить утомление и произ¬водственный травматизм рабочего. Типовые схемы организации рабо¬чих мест станочников разработаны специалистами “Оргстанкинпром” Минстанкопрома.
Рабочее место шлифовщика профильного шлифования показано на рис..
Рис.
За базовый принят плоскошлифовальный станок мод. ЗЕ711В-1 высокой точности. Справа от рабочего находится приемный стол 5 и стеллаж 6 для приспособлений с выдвижной платформой, на которой закреплен стеллаж 7 для хранения абрази¬вов. Справа от рабочего расположены тумбочка 2 и бак охлаждения 8. Перед станком под ноги рабочего устанавливается регулируемая подставка 3, имеется стул 4 для отдыха.
Расстановка в цехах и перестановка действующего технологиче¬ского оборудования должны отражаться на технологической плани¬ровке, утверждаемой администрацией по согласованию с главными ширина груза, перемещаемого подвесным конвейером, талью на монорельсе;
Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металло-режущими станками и элементами зданий должны устанавливаться в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов. Проходы и проезды в цехах и на участках должны обозначаться разграничи¬тельными линиями белого цвета шириной не менее 100 мм.
На территории цеха или участка проходы, проезды, люки колод¬цев должны быть свободными, не загромождаться материалами, заготовками, полуфабрикатами, деталями, отходами производства и тарой.
Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны укладываться на стеллажи и в ящики способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захвата при использовании грузоподъемных механизмов. Высоту штабелей заготовок на рабочем месте следует выбирать исходя из условий их устойчивости и удобства снятия с них деталей, но не выше 1 м; ширина между штабелями должна быть не менее 0,8 .
Освобождающаяся тара и упаковочные материалы необходимо своевременно удалять с рабочих мест в специально отведенные места.
Меры безопасности технологического процесса
Разработка технологической документации, организация и выполне¬ние технологических процессов обработки резанием должны соответ¬ствовать требованиям системы стандартов безопасности труда ГОСТ 12.3.002—75* “Процессы производственные. Общие требования безопасности” и ГОСТ 12.3.025—80 “Обработка металлов резанием. Требования безопасности”.
Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны соответствовать требованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего инструмента.
При проектировании, организации и проведении технологического процесса сборки необходимо учитывать требования безопасности как общие для всего процесса, так и для каждой операции по видам работ. Основными требованиями безопасности для процесса являются:
-замена операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, операциями, при которых этих факторов нет или они обладают меньшей интенсивностью;
-замена вредных веществ безвредными или менее вредными, сухих способов обработки пылящих материалов - мокрыми;
-повышение уровня механизации работ путем широкого применения механизированного инструмента, сборочных испыта¬тельных стендов, приспособлений с механизированными зажимами;
-комплексная механизация и автоматизация производства, где ис-пользуется ручной труд, путем широкого применения авто¬матических линий, полуавтоматов и роботов, автоматов с программным управлением, дистанционное управление операциями при наличии опасных и вредных факторов;
-оснащение цехов средствами внутрицехового транспорта, встраивание транспортных средств в технологические линии и участки, создание комплексных транспортных систем, увязанных с выполнением основных технологических операций;
-применение средств коллективной и индивидуальной защиты рабо-тающих;
-рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничение тяжести труда;
-своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях;
-внедрение системы контроля и управления технологического про¬цесса, обеспечивающее защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;
-своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных факторов.
Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования допускается вне зоны обработки, при применении специальных позиционных приспособлений (например, поворотных столов), обеспечивающих безопасность труда работающих. При обработке резанием заготовок, выходящих за пределы оборудования, должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76*.
Для исключения соприкосновения рук станочников с движущимися приспособлениями и инструментом при установке заготовок и снятии деталей должны применяться автоматические устройства (механические руки, револьверные приспособления, бункеры и др.).
Контроль на станках размеров обрабатываемых заготовок и сня¬тие деталей для контроля должны проводиться лишь при отключен¬ных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений.
Для охлаждения зоны резания допускается применять минеральное масло с температурой вспышки не ниже 150°, свободное от кислот и влаги. СОЖ должны подаваться в зону резания методом распы¬ления в соответствии с гигиеническими требованиями, утвержденными Минздравом СССР, и при циркуляции в зоне охлаждения подвер¬гаться очистке.
Шлифовальный инструмент и элементы его крепления (болты, гайки, фланцы) должны быть ограждены кожухами, прочно закреплен¬ными на станке. Зазор между наружным диаметром нового круга и кожухом должен быть не менее 9 мм для кругов наружным диаметром до 100 мм; 10 мм — для кругов 100—300 мм; 15 мм— для кругов свыше 300 мм. Зазор между боковой стенкой кожуха и фланцами для крепления круга наибольшей высоты, применяемого на данном станке, должен быть не менее 5 мм. При работе съемная крышка защитного кожуха должна быть надежно закреплена.
При работе с алмазным отрезным, камнеобрабатывающим, пра¬вящим инструментом должны применяться средства защиты (кожухи, ограждения, колпаки и т. п.), входящие в комплект поставки обору¬дования, на котором применяется алмазный инструмент.
Стружку (отходы производства) от металлорежущих станков и с рабочих мест следует убирать механизированными способами. Транспортирование стру-жек от пылестружкоприемняка осуществляется посредством рези¬нового или металлического рукава , длину которого выбирают, исходя из удобства обслуживания станка. Воздух, поступающий в помещение цеха, подвергается двухступенчатой очистке: на первой ступени от стружки и крупной пыли в стружкоотделителе — циклоне , на второй ступени - от мелкодисперсной пыли - через фильтр. Рукавный ма¬терчатый фильтр из лавсана встроен в циклон. Смесь воздуха, стружки и пыли необходимо очищать от стружки и пыли перед вентилятором с тем, чтобы продлить срок службы установки. Для своевременной разгрузки бункера циклона от сухой элемент¬ной стружки и пыли предусмотрен автоматический клапан , работа которого регулируется. Для улавливания масляного тумана, отходящего от металлорежу¬щих станков, применяют серийно изготовляемый агрегат АЭ2-12 .Рис.
Рис. Агрегат воздухоочистителя АЭ2-12
На первой ступени используется инерционный эффект очистки от крупных частиц и капель масла (кольцевая камера 2), вторая ступень выполнена в виде патронов , заполненных много¬слойной тонкой сеткой, а третья ступень (фильтр-шумоглушитель 3) состоит из нескольких слоев дырчатого пенополиуретана, которые размещены после вентилятора 4 и служат одновременно глушителем шума
В ряде случаев пневматические транспортные рукава от нескольких станков объединяют в транспортную сеть
Пневмотранспортную сеть прокладывают в местах, доступных для осмотра и ремонта. Для прочистки пневмотранспортной сети групповых пыле-стружкоотсасывающих установок без разъема трубопроводов следует предусматривать устройство герметичных люков после колен и отво¬дов, а также на горизонтальных участках сети. В последнем случае расстояние между люками принимается не более 12 м.
При проектировании пневматических и пылестружкоотсасывающих установок следует учитывать модель станка, процесс обработки, обрабатываемый материал, количество отделяющейся стружки в еди¬ницу времени, насыпную плотность стружки и другие факторы, исходя из которых, определяются транспортные скорости, сопротив¬ление в трубопроводах, а также объемный расход удаляемого воздуха.
Порядок расчета систем и установок непрерывного удаления стружки и пыли непосредственно из зоны резания следующий:
а) уста¬навливают объемный расход воздуха, исходя из принятой транспортной скорости и диаметра трубопровода;
б) определяют потери дав¬ления в сети;
в) подбирают вентиляторы и электродвигатели. Расход воздуха (M /c), перемещающего смесь.
Меры безопасности при использовани СОЖ и ПАВ в технологическом процессе
Выбор СОЖ необходимо осуществлять, учитывая, что следующие их виды имеют соответствующее разрешение Министерства здравоохранения СССР в соответствии с ГОСТ 12.3.025-80:
масляные СОЖ: МР-1; MP-2y,^P-3; МР-4; МР-6/3; ОСМ-3;СМ-5; ЛЗ-СОЖ 2СО: МЗ-СОЖ 2СИО; ЛЗ-1ПО; ЛЗ-1ПИО;3-СОЖ IT; ЛЗ-ЭМ/30: ЛЗ-СОЖ8 (5-10%-ная эмульсия);
эмульсоры: укринол-1 (эмульсии 1.5; 3,3; 5,7; 10; 16%-ные); аквол-2 (эмульсии 3; 5,7; 10%-ные); ИХП-45Э (эмульсии 5; 10%-ные);
синтетические и полусинтетические жидкости: аквол-10 (эмульсии 2
,5.7_10%-ные, аквол-11 (эмульсии 3; 5,5; 10%-ные); НСК-5у (эмульсия 10%-ная).
Антимикробная защита СОЖ должна проводиться добавлением бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкости.
Пастеризация СОЖ проводится нагреванием до 75-80 °С, кратко¬временной выдержкой и последующим охлаждением в регенераторе или охладителе до рабочей температуры.
Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться по результатам контроля ее содержания, но не реже одного раза в шесть месяцев при лезвийной обработке одного раза в месяц — при абра¬зивной обработке для масляных СОЖ и одного раза в три месяца для водных СОЖ. Очистку емкостей для приготовления СОЖ, трубо¬проводов и систем подачи следует проводить один раз в 6 мес. , для масляных и один в 3 мес. для водных СОЖ.
Хранить и транспортировать СОЖ необходимо в чистых стальных резервуарах, цистернах, бочках, бидонах и банках, а также в емкостях, изготовленных из белой шерсти, оцинкованного листа или пластмасс. СОЖ должны храниться в помещениях в соответствии с требова¬ниями СНиП П-106-72.
Отработанные СОЖ необходимо собирать в специальные емкости. Водную и масляную фазу можно использовать в качестве компонен¬тов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий может поступать на регенерацию или сжигаться. Концентрация нефтепродук¬тов в сточных водах при сбросе их в канализацию должна соответ¬ствовать требованиям СНиП II-32-74. Водную фазу СОЖ очищают по ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепро¬дуктов и сливают в канализацию.
Для обезжиривания деталей можно вместо органиче¬ских растворителей применить химическое и электрохимическое обез¬жиривание в щелочных растворах, поверхностно-активные вещества (ПАВ), заменить хлорированные углеводороды синтетическими мою¬щими средствами . К числу ПАВ, выпускаемых промышлен¬ностью, относятся сульфанол НП-1, сульфанол НП-3, продукт ДС-РАС, смачиватель Д Б, эмульгаторы ОП-7 и ОП-10. Концентрация ПАВ, доста¬точная для оптимального смачивания загрязненных поверхностей, соста¬вляет 2—6 г/л, а для моющих средств 4—8 г/л. Следует иметь в виду, что рабочая температура для ОП-7 60-75° для сульфинола, ДС-РАС 75-85 °С. Получили применение ПАВ — синтамолы МЦ-10 и ДТ-7, альфанолы, синтамид и пр. Обладая свойствами, близкими к свой¬ствам эмульгаторов ОП-7 и ОП-10, они подвержены биологическому разложению, исключая тем самым загрязнение окружающей среды. Для промывки и обезжиривания следует применять жидкость и рас¬творы, приготовляемые на предприятии централизованно по рецептам, согласованным с местными органами санитарного надзора. В случае применения легковоспламеняющихся жидкостей рабочие места для промывки и обезжиривания должны быть оборудованы местной вы¬тяжной вентиляцией во взрывобезопасном исполнении. Количество легковоспламеняющихся жидкостей на рабочем месте не должно пре¬вышать сменной потребности. По окончании смены эти жидкости не¬обходимо сливать в плотно закрывающиеся небьющиеся сосуды и сда¬вать на хранение в специальные кладовые. Обтирочный материал следует хранить в металлической таре с плотно закрывающейся крыш¬кой. Использованные обтирочные материалы должны ежедневно в конце смены удаляться с рабочих мест.
Операции связанные с использованием вредных веществ
При организации работы в замкнутых агрегатах с температурой воздуха 30 °С и выше должно предусматриваться чередование в работе подручных и ведущих клепальщиков через определенные промежутки времени работы; организуется вентиляция для обдува работающих, обеспечивающая подвижность воздуха на рабочем месте в пределах 0,5—1,5 м/с, при этом разница температур подаваемого воздуха и воздуха в агрегате не должна превышать 5 0С.
При полировании в процессе сборки рекомендуется замена хромсодержащих полировальных паст составами, в которых нет соединений хрома или они имеются в небольшом количестве; допускается вводить в пасты безвредный порошок электрокорунда вместо окиси хрома или заменять вредный стеарин жировыми кислотами; в состав паст неред¬ко вместо говяжьего жира вводят гудронное сало, что уменьшает кон¬центрацию вредных летучих веществ и снижает загазованность воз¬душной среды.
Опасное действие шума и вибрации и защиты от него
Динамический диапазон звуков, воспринимаемых человеком, простирается от порога слышимости (0 дБ) до порога болевых ощущений (130 дБ). При воздействии на ухо шума с уровнем зву¬кового давления более 145 дБ возможен разрыв барабанной пере¬понки.
Под воздействием продолжительного громкого шума острота слуха снижается. Такое временное снижение слуховой чувстви¬тельности (адаптация слуха) представляет собой защитную ре¬акцию организма. Наступающее вслед за адаптацией слуховое и общее утомление является первым симптомом патологического процесса, который постепенно развивается в тугоухость, а иногда и полную глухоту.
Действие шума на организм человека не ограничивается только поражением слуха. Через центральную нервную систему органы слуха связаны с другими органами. Интенсивный шум воздей¬ствует в первую очередь на центральную нервную систему, что ведет к нарушению ее регуляторной функции, а это отрицательно сказывается на деятельности внутренних органов и кровообра¬щении. 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, га¬стриту и другим болезням. Особенно вреден для человека импульс¬ный шум.
Совокупность возникающих под действием шума нежелатель¬ных изменений в организме человека можно рассматривать как шумовую болезнь.
В производственных условиях интенсивный шум делает не¬разборчивыми речь и звуковые сигналы, что затрудняет общение между работающими, отрицательно влияет на их психику и на¬рушает условия безопасности труда. Вызываемое шумом утомле¬ние ослабляет внимание и замедляет психические реакции, что приводит к увеличению брака и травматизму. Шум высоких уров¬ней снижает производительность труда на 15—20%.
Вибрация воспринимается организмом человека лишь при непосредственном контакте с вибрирующим телом. В зависимости от того, на какие части тела распространяются механические коле¬бания, различают общую и местную (локальную) вибрацию.
Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится человек (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.). Наиболее опасна вибрация тела с частотой, совпадающей с собственной частотой внутренних органов (7—9 Гц), могущая привести к механическим повреждениям последних вследствие резонансных явлений.
Под действием вибрации как локальной, так и общей, наблю¬даются нарушения деятельности центральной нервной системы. Комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни. Больные вибрацион¬ной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость.
Шум и вибрация оказывают отрицательное воздействие также на сооружения, конструкции, механизмы. Так, интенсивный шум ускоряет коррозию металлов. Вибрация наносит еще больший вред, постепенно разрушая здания и другие сооружения, вызывая усталостные явления в деталях машин, особенно при возникнове¬нии резонанса, и приводя к их поломке. Вибрация в производствен¬ных помещениях, особенно в тех случаях, когда она передается прецизионному оборудованию, существенно затрудняет или даже делает невозможной обработку деталей по высоким классам точ-ности и шероховатости.
вторник, 9 января 2018 г.
Анализ вредного воздействия тех процесса металлообработки на природу и разработка мероприятий по ее защите
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9146
Анализ вредного воздействия тех процесса металлообработки на природу и разработка мероприятий по ее защите
Классификация и характеристика мероприятий по охране окружающей среды от промышленных загрязнений
Под методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к минимуму или — в идеале — совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.
Следует сразу же оговориться, что каких-либо универсальных рецептов, радикально решающих проблему борьбы с загрязнениями, пока, к сожалению, не существует. Метод, дающий хорошие результаты в случае данного загрязнения определенной концентрации или уровня, может оказаться бесполезным или малоэффективным в других условиях. Наиболее эффективным обычно оказывается сочетание нескольких методов борьбы с загрязнениями, рационально подобранных применительно к тому или иному конкретному случаю.
Классификация методов охраны окружающей среды от промышленных загрязнений представлена на Рис.. Как явствует из этой схемы, все способы борьбы с загрязнениями можно разбить на две большие группы: пассивные и активные.
К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения. Эти традиционно применяемые методы, носящие защитный характер, делятся, в свою очередь, на три подгруппы - рациональное размещение источников загрязнений, (как материальных, так и энергетических), локализацию загрязнений и очистку выбросов в биосферу. На нынешнем уровне развития технологии применение пассивных методов является основным средством борьбы с загрязнением окружающей среды.
Сущность активных методов заключается в совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов, оборудования и оснастки с целью максимального снижения массы, объема, концентрации материальных или уровня энергетических загрязнении всякого рода. Очевидно, что при таком подходе проблема устранения загрязнений решается радикально. Поэтому активным методам как более прогрессивным последние годы уделяется все большее внимание. Однако разработка и внедрение этих методов во многих случаях связаны с изменением существующей технологии производства.
Вопрос о рациональном размещении источников загрязнений (“защите расстоянием”) решается на различных уровнях (общегосударственным, региональном, местном) в зависимости от их масштаба (расположение территориально-производственных комплексов на территории страны, производственных объединений и отдельных предприятий в республике, области или городе, цехов внутри предприятия, оборудования внутри цеха), причем учитывается большое количество разных факторов (уровень производственных вредностей, рельеф местности, метеорологические условия, вопросы водоснабжения и канализации, населенность, планировка производственных зданий и кварталов жилой застройки, особенности применяемой технологии производства и т. д.).
Примером рационального размещения источников загрязнения может служить надлежащий выбор высоты дымовых труб, выбрасывающих в воздушный бассейн продукты сгорания, образующиеся при работе электростанций и котельных. При достаточно высокой дымовой трубе, загрязненный газ достигает приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда содержащиеся в нем вредные вещества уже успеют рассеяться в атмосфере. Следует, однако, оговориться, что приведенный пример иллюстрирует возможность снижения уровня загрязнений воздушного бассейна в локальном или, в лучшем случае, региональном, но отнюдь не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосфере вредные вещества рано или поздно опускаются в приземной слой атмосферы и на землю.
Для снижения уровней энергетических загрязнений применяются средства защиты, обеспечивающие их частичную локализацию. К ним относятся экранирование источников шума, электромагнитных полей и ионизирующих излучений, поглощение шума, демпфирование и динамическое гашение вибраций.
Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заключается технологическое оборудование, выделяющее загрязняющие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделии распылением. В литейном производстве снижению пылеобразования в значительной мере способствует герметизация вспомогательного оборудования, в частности применение закрытых вибрационных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.
Классификация отходов. Утилизация отходов производства
Как уже указывалось, в процессе машиностроительного производства образуются большие количества разнообразных отходов. Эти отходы можно разбить на две группы - основные и побочные.
Основными являются отходы твердых материалов, используемых непосредственно для изготовления деталей машин, приборов и других изделий, полностью или частично утратившие первоначальные потребительские качества. Это в первую очередь металлические отходы всех видов, а также отходы металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина и т. п.). Сюда же следует отнести и производственный мусор. К побочным относятся отходы веществ, применяемых или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, древесные отходы модельных цехов), жидкими (СОЖ, минеральные масла и другие нефтепродукты, отработанные травильные растворы и электролиты) и газообразными (отходящие газы).
Наконец, многие технологические процессы сопровождаются выделением теплоты, являющейся энергетическим отходом производства.
Использование вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства - одно из важнейших направлений повышения эффективности производства является необходимым условием снижения уровня промышленного загрязнения окружающей среды.
Известные, в настоящее время, методы позволяют в принципе утилизировать практически все названные выше отходы производства, как основные, так и побочные (утилизация последних осуществляется преимущественно путем их регенерации и рекуперации, т. е. восстановления исходных свойств отработанных материалов или температуры теплоносителя для повторного использования в технологических процессах). К сожалению, далеко не все из этих методов сочетают в себе эффективность с экономичностью и универсальностью. Поэтому сейчас во всех технически. Несмотря на применение при обработке резанием различных методов стружколомания, значительная часть образующейся стружки имеет вьюнообразный характер и низкую насыпную массу — от 0,15 до 0,60 т/м3. Не говоря уже о трудности транспортировки такой стружки, при переплаве ее в металлургических агрегатах увеличивается продолжительность плавки, а угар металла достигает 20%. Поэтому вьюнообразную стружку подвергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). Бузулукским заводом тяжелого машиностроения серийно выпускается стружкодробильный агрегат СДА-7
В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка содержит до 20% и более СОЖ (эмульсий, масел и т. п.). Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи.
Отделение влаги и СОЖ от стружки при обработке ее на центрифугах происходит под действием центробежных сил. На некоторых предприятиях (ЗИЛ, Воронежский механический завод и др.) созданы установки для промывки стружки в горячей воде или специальном щелочном растворе с последующей ее просушкой. Наиболее полно удаляется СОЖ из стружки при ее обжиге в нагревательных печах (чаще всего барабанного типа, изготовляемых на основе сушильных барабанов, выпускаемых Бердичевским заводом “Прогресс”).
Для приведения металлической стружки в компактное состояние применяется холодное и горячее брикетирование Рис.4.6 — процесс уплотнения стружки под воздействием определенных механических нагрузок, при которых из стружки получают брикеты плотностью не менее 4000 кг/м3.
По форме брикет чаще всего представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,4—0,7.м Наибольшее распространение получил метод брикетирование стружки в холодном состоянии на специальных брикет прессах различных конструкций.
К достоинствам способа холодного брикетирования относятся сравнительно высокая производительность, возможность механизации процесса.
Анализ вредного воздействия тех процесса металлообработки на природу и разработка мероприятий по ее защите
Классификация и характеристика мероприятий по охране окружающей среды от промышленных загрязнений
Под методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к минимуму или — в идеале — совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.
Следует сразу же оговориться, что каких-либо универсальных рецептов, радикально решающих проблему борьбы с загрязнениями, пока, к сожалению, не существует. Метод, дающий хорошие результаты в случае данного загрязнения определенной концентрации или уровня, может оказаться бесполезным или малоэффективным в других условиях. Наиболее эффективным обычно оказывается сочетание нескольких методов борьбы с загрязнениями, рационально подобранных применительно к тому или иному конкретному случаю.
Классификация методов охраны окружающей среды от промышленных загрязнений представлена на Рис.. Как явствует из этой схемы, все способы борьбы с загрязнениями можно разбить на две большие группы: пассивные и активные.
К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения. Эти традиционно применяемые методы, носящие защитный характер, делятся, в свою очередь, на три подгруппы - рациональное размещение источников загрязнений, (как материальных, так и энергетических), локализацию загрязнений и очистку выбросов в биосферу. На нынешнем уровне развития технологии применение пассивных методов является основным средством борьбы с загрязнением окружающей среды.
Сущность активных методов заключается в совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов, оборудования и оснастки с целью максимального снижения массы, объема, концентрации материальных или уровня энергетических загрязнении всякого рода. Очевидно, что при таком подходе проблема устранения загрязнений решается радикально. Поэтому активным методам как более прогрессивным последние годы уделяется все большее внимание. Однако разработка и внедрение этих методов во многих случаях связаны с изменением существующей технологии производства.
Вопрос о рациональном размещении источников загрязнений (“защите расстоянием”) решается на различных уровнях (общегосударственным, региональном, местном) в зависимости от их масштаба (расположение территориально-производственных комплексов на территории страны, производственных объединений и отдельных предприятий в республике, области или городе, цехов внутри предприятия, оборудования внутри цеха), причем учитывается большое количество разных факторов (уровень производственных вредностей, рельеф местности, метеорологические условия, вопросы водоснабжения и канализации, населенность, планировка производственных зданий и кварталов жилой застройки, особенности применяемой технологии производства и т. д.).
Примером рационального размещения источников загрязнения может служить надлежащий выбор высоты дымовых труб, выбрасывающих в воздушный бассейн продукты сгорания, образующиеся при работе электростанций и котельных. При достаточно высокой дымовой трубе, загрязненный газ достигает приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда содержащиеся в нем вредные вещества уже успеют рассеяться в атмосфере. Следует, однако, оговориться, что приведенный пример иллюстрирует возможность снижения уровня загрязнений воздушного бассейна в локальном или, в лучшем случае, региональном, но отнюдь не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосфере вредные вещества рано или поздно опускаются в приземной слой атмосферы и на землю.
Для снижения уровней энергетических загрязнений применяются средства защиты, обеспечивающие их частичную локализацию. К ним относятся экранирование источников шума, электромагнитных полей и ионизирующих излучений, поглощение шума, демпфирование и динамическое гашение вибраций.
Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заключается технологическое оборудование, выделяющее загрязняющие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделии распылением. В литейном производстве снижению пылеобразования в значительной мере способствует герметизация вспомогательного оборудования, в частности применение закрытых вибрационных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.
Классификация отходов. Утилизация отходов производства
Как уже указывалось, в процессе машиностроительного производства образуются большие количества разнообразных отходов. Эти отходы можно разбить на две группы - основные и побочные.
Основными являются отходы твердых материалов, используемых непосредственно для изготовления деталей машин, приборов и других изделий, полностью или частично утратившие первоначальные потребительские качества. Это в первую очередь металлические отходы всех видов, а также отходы металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина и т. п.). Сюда же следует отнести и производственный мусор. К побочным относятся отходы веществ, применяемых или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, древесные отходы модельных цехов), жидкими (СОЖ, минеральные масла и другие нефтепродукты, отработанные травильные растворы и электролиты) и газообразными (отходящие газы).
Наконец, многие технологические процессы сопровождаются выделением теплоты, являющейся энергетическим отходом производства.
Использование вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства - одно из важнейших направлений повышения эффективности производства является необходимым условием снижения уровня промышленного загрязнения окружающей среды.
Известные, в настоящее время, методы позволяют в принципе утилизировать практически все названные выше отходы производства, как основные, так и побочные (утилизация последних осуществляется преимущественно путем их регенерации и рекуперации, т. е. восстановления исходных свойств отработанных материалов или температуры теплоносителя для повторного использования в технологических процессах). К сожалению, далеко не все из этих методов сочетают в себе эффективность с экономичностью и универсальностью. Поэтому сейчас во всех технически. Несмотря на применение при обработке резанием различных методов стружколомания, значительная часть образующейся стружки имеет вьюнообразный характер и низкую насыпную массу — от 0,15 до 0,60 т/м3. Не говоря уже о трудности транспортировки такой стружки, при переплаве ее в металлургических агрегатах увеличивается продолжительность плавки, а угар металла достигает 20%. Поэтому вьюнообразную стружку подвергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). Бузулукским заводом тяжелого машиностроения серийно выпускается стружкодробильный агрегат СДА-7
В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка содержит до 20% и более СОЖ (эмульсий, масел и т. п.). Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи.
Отделение влаги и СОЖ от стружки при обработке ее на центрифугах происходит под действием центробежных сил. На некоторых предприятиях (ЗИЛ, Воронежский механический завод и др.) созданы установки для промывки стружки в горячей воде или специальном щелочном растворе с последующей ее просушкой. Наиболее полно удаляется СОЖ из стружки при ее обжиге в нагревательных печах (чаще всего барабанного типа, изготовляемых на основе сушильных барабанов, выпускаемых Бердичевским заводом “Прогресс”).
Для приведения металлической стружки в компактное состояние применяется холодное и горячее брикетирование Рис.4.6 — процесс уплотнения стружки под воздействием определенных механических нагрузок, при которых из стружки получают брикеты плотностью не менее 4000 кг/м3.
По форме брикет чаще всего представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,4—0,7.м Наибольшее распространение получил метод брикетирование стружки в холодном состоянии на специальных брикет прессах различных конструкций.
К достоинствам способа холодного брикетирования относятся сравнительно высокая производительность, возможность механизации процесса.
БЖД в механическом цехе при работе на металлорежущих станках
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9145
1 БЖД в механическом цехе при работе на металлорежущих станках
1.1 Анализ опасных и вредных факторов, возможных чрезвычайных ситуаций технического процесса
При механической обработке металлов, пластмасс и других мате¬риалов на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, заточных и др.) возникает ряд физических, химических, психофизиологических и опасных биологических и вредных производственных факторов.
Движущиеся части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки; стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента; повышенное напряжение в электро¬цепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека - относятся к категории опасных физических 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. Так, при токарной обработке от общего числа произ-водственных травм повреждение глаз превысило 50%, при фрезеро¬вании 10% и около 8% при заточке инструмента и шлифовании; Глаза повреждались отлетающей стружкой, пылевыми частицами обрабатываемого материала, осколками режущего инструмента и частицами абразива.
Вредными физическими производственными факторами, характер¬ными 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 допусти¬мые концентрации. При точении латуни и бронзы количество пыли в воздухе помещения относительно не¬велико (14,5-20 мг/м3). Однако некоторые сплавы (латунь ЛЦ40С и бронза Бр ОЦС 6-6-3) содержат свинец, поэтому токсичность пыли.
Продукты термоокислительной деструкции (предельные и непре¬дельные углеводороды, а также ароматические углеводороды) могут вызывать наркотическое действие, изменения со стороны центральной нервной системы, сосудистой системы, кроветворных органов, внутрен¬них органов, а также кожно-трофические нарушения. Аэрозоль нефтя¬ных масел, входящих в состав смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ), может вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, способствовать снижению иммунобиологической реактивности.
К вредным психофизиологическим производственным факторам процессов обработки материалов резанием можно отнести физиче¬ские перегрузки при установке, закреплении и съеме крупногабарит¬ных деталей, перенапряжение зрения, монотонность труда.
К биологическим факторам относятся болезнетворные микроор¬ганизмы и бактерии, проявляющиеся при работе с СОЖ.
При работе на станке также нельзя не учесть тяжесть работа персонала во время технологического процесса в производственном помещении. Данные об этом параметре документированы в ГОСТ 12.1.005- 88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. См. Рис.4.1.
Где категория работы “средняя тяжесть 2б” - работы связанные с ходьбой и переноской тяжестей до 10 кг
Допустимые и оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.
Таблица 4.1
Период года. Категория работы. Температура С0 Относительная влажность % Скорость воздуха м/с.
оптимальная допустимая оптимальная допустимая оптимальная допустимая
холодный Ср.тяж.2б 17-19 15-21 40-60 Не более75 Не более 0.2 Не более 0.4
Теплый Ср.тяж.2б 20-22 16-21 40-60 Не более
55 при 28
60 при 27
65 при 26
70 при 25
75 при 24 Не более 0.3 0.2-0.5
К станку подводится напряжение величиной в 380 В и частотой 50 Гц. Прикосновение к токоведущим частям электрооборудования может вызвать серьезные электрические травмы. Допустимые значения силы тока для переменного тока - до 60 мА, для постоянного - 50…60 мА.
Причиной пожара может стать перегрев двигателей или других узлов в результате перегрузок, а также неисправностей, самовозгорания проводки, короткого замыкания силовых цепей. Самовозгорание также может возникнуть из-за используемых в процессе обработки СОЖ поэтому пожароопасность имеет категорию “В”.
1.2 Разработка мер безопасности
В процессе металлообработки основные меры безопасности направлены на предотвращение попадания продуктов резания за зону обработки. В связи с этим на проектируемый шлифовальный станок устанавливают защитный кожух. Также в связи с высокой степенью автоматизации привода допускается и отсутствие оператора во время тех. процесса. Станок имеет повышенную точность изготовления и его конструкция, не имеющая механических приводов для органа главного движения, не дает опасной вибрации и шума.
Оценка уровня шума станка может быть проведена приближенно.
Основным источником шума являются электродвигатели и зона резания.
Уровень шума двигателя оценивается согласно ГОСТ 16372-77
При мощности двигателя в 20 кВт.
Вид станка - шлифовальный.
С учетом номинальной мощности (20кВт) и частотой вращения шпинделя (свыше 3150 мин-1) выбираем уровень шума равный 95дБА. Вносим поправку с учетом вида станка и влияние этого параметра на шум от зоны резания.
ΔL=10 дБА.
Lобщ=L + ΔL=95+10=105 дБА.
При допустимом уровне шума Lобщ=80 дБА. При этих значениях необходимо использовать звукозащитный кожух, что соответствует КЛАССУ 4 – уменьшение шума на 15 дБА.
Lобщ=105-15=90 дБА.
Рабочее место оператора при станке должно быть удобным и не стеснять действий. Работа по наладке и смене заготовок должна вестись в хорошо оборудованном и освещенном месте. Расчеты освещения и средств по поддержанию микроклимата рабочего места необходимы, так как операция обработки связана с большой точностью и объемом производства, где сбои в программе выпуска недопустимы.
1.2.1 Меры безопасности при работе в производственных помещениях
Производственные помещения, в которых осуществляются про¬цессы обработки резанием, могут соответствовать требованиям СНиП 11-2—80, СНиП 11-89—80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СИ 245—71. Бытовые помещения соответствуют требованиям СНиП II-92—76. Все помещения оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.
Полировальные и шлифо¬вальные отделения помещений относятся соответственно к помеще¬ниям взрывопожарных производств категории Б и к классу В.
1.2.2 Вентиляции в производственных помещениях
Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных поме¬щениях помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ) должна быть предусмотрена приточно-вытяжная обще обменная система вентиляции.
Помещения, в которых хранятся и готовятся растворы бактерицидов для СОЖ, должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.
Воздуховоды для удаления пыли титановых и магниевых сплавов должны иметь гладкие внутренние поверхности без карманов и углублений (исключающих скапливание пыли), минимальные длину и число поворотов. Радиусы закруглений должны быть не менее трех диаметров. Воздуховоды установок для отсасывания магниевой пыли должны быть оборудованы предохранительными клапанами, открывающимися наружу из взрывоопасного помещения.
Воздух, удаляемый местными отсасывающими устройствами при обработке магниевых сплавов на полировальных и шлифовальных станках, должен быть очищен в масляных фильтрах до поступления его в вентилятор. Фильтры и вентиляторы должны быть изолирова¬ны от цеха, где производится обработка резанием. Во избежание опасности завихрения и образования взрывоопасной смеси магниевой пыли с воздухом не допускается применять для очистки сухие центробежные циклоны и суконные фильтры.
Помещения в цехах и на участках обработки резанием, пребыва¬ние в которых связано с опасностью для работающих, например обработка бериллия, должны быть отделены от других помещений изолирующими перегородками, иметь местную вытяжную вентиляцию и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026—76*.
Для снятия статического электричества пылеприемники и воздуховоды вентиляционных установок должны иметь заземление по ГОСТ 12.1.030-81.
Помещения и воздуховоды от местных отсосов и общеобменной вентиляции должны очищаться по графику, утвержденному в соот¬ветствии с принятой на предприятии формой внутренней докумен¬тации.
В соответствии с требованиями СНиП II-33-75 ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.
1.2.3 Освещению в производственных помещениях
Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 .Для зданий, расположенных в III и IV климатических районах, должны быть предусмотрены солнцезащитные устройства. В помещениях с недостаточным естест¬венным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН 245-71. Для местного освещения следует применять светильники, установ¬ленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже значений. Для местного освещения должны использоваться светильники с не просвечиваемыми отражателями с защитным углом не менее 30°. Кроме того, должны быть предусмотрены меры по снижению отраженной блескости.
Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна про¬водиться не реже двух раз в год. Чистка ламп и осветительной арматуры для инструментальных цехов должна проводиться не реже двух раз в год, а для остальных производственных помещений - не реже четырех раз в год.
Нормирование проектирования искусственного и естественного освещения производится для обеспечения не только удобства, но и качества производственного процесса Рис 4.2. Хорошее освещение при высокоточной работе снижает вероятность при визуальном контроле параметров обработки.
Таблица 4.2
Степень точности зрительной работы Наименьший размер объекта различения мм. Контраст объекта различения с фоном Характеристика фона Освещенность
Искусственная лк.
Коэффициент естественного освещения %
комбин. общее Верхнее,
комбин. боковое
1 2 3 4 5 6 7 8
Очень высокая От 0.15-0.3 Средний Темный 3000 750 7 2.5
1.2.4 Размещение производственного оборудования и организация рабочих мест
Для работающих, участвующих в технологическом процессе об¬работки резанием, должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь, на которой размеща¬ются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства.
Для работы сидя рабочее место оператора должно иметь кресло (стул, сиденье) с регулируемыми наклоном спинки и высотой сиденья. Эргономические требования при выполнении работ сидя и стоя при¬ведены в ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78.
На каждом рабочем месте около станка на полу должны быть деревянные решетки на всю длину рабочей зоны, а по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка.
При разработке технологических процессов необходимо предусмат¬ривать рациональную организацию рабочих мест.
Удобное расположение инструмента и приспособлений в тумбоч¬ках и на стеллажах, заготовок в специализированной таре, примене¬ние планшетов для чертежей позволяет снизить утомление и произ¬водственный травматизм рабочего. Типовые схемы организации рабо¬чих мест станочников разработаны специалистами “Оргстанкинпром” Минстанкопрома.
Рабочее место шлифовщика профильного шлифования показано на рис.4.3.
Рис. 4.1
За базовый принят плоскошлифовальный станок мод. ЗЕ711В-1 высокой точности. Справа от рабочего находится приемный стол 5 и стеллаж 6 для приспособлений с выдвижной платформой, на которой закреплен стеллаж 7 для хранения абрази¬вов. Справа от рабочего расположены тумбочка 2 и бак охлаждения 8. Перед станком под ноги рабочего устанавливается регулируемая подставка 3, имеется стул 4 для отдыха.
Расстановка в цехах и перестановка действующего технологиче¬ского оборудования должны отражаться на технологической плани¬ровке, утверждаемой администрацией по согласованию с главными ширина груза, перемещаемого подвесным конвейером, талью на монорельсе;
Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металло-режущими станками и элементами зданий должны устанавливаться в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов. Проходы и проезды в цехах и на участках должны обозначаться разграничи¬тельными линиями белого цвета шириной не менее 100 мм.
На территории цеха или участка проходы, проезды, люки колод¬цев должны быть свободными, не загромождаться материалами, заготовками, полуфабрикатами, деталями, отходами производства и тарой.
Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны укладываться на стеллажи и в ящики способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захвата при использовании грузоподъемных механизмов. Высоту штабелей заготовок на рабочем месте следует выбирать исходя из условий их устойчивости и удобства снятия с них деталей, но не выше 1 м; ширина между штабелями должна быть не менее 0,8 .
Освобождающаяся тара и упаковочные материалы необходимо своевременно удалять с рабочих мест в специально отведенные места.
1.2.5 Меры безопасности технологического процесса
Разработка технологической документации, организация и выполне¬ние технологических процессов обработки резанием должны соответ¬ствовать требованиям системы стандартов безопасности труда ГОСТ 12.3.002—75* “Процессы производственные. Общие требования безопасности” и ГОСТ 12.3.025—80 “Обработка металлов резанием. Требования безопасности”.
Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны соответствовать требованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего инструмента.
При проектировании, организации и проведении технологического процесса сборки необходимо учитывать требования безопасности как общие для всего процесса, так и для каждой операции по видам работ. Основными требованиями безопасности для процесса являются:
-замена операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, операциями, при которых этих факторов нет или они обладают меньшей интенсивностью;
-замена вредных веществ безвредными или менее вредными, сухих способов обработки пылящих материалов - мокрыми;
-повышение уровня механизации работ путем широкого применения механизированного инструмента, сборочных испыта¬тельных стендов, приспособлений с механизированными зажимами;
-комплексная механизация и автоматизация производства, где ис-пользуется ручной труд, путем широкого применения авто¬матических линий, полуавтоматов и роботов, автоматов с программным управлением, дистанционное управление операциями при наличии опасных и вредных факторов;
-оснащение цехов средствами внутрицехового транспорта, встраивание транспортных средств в технологические линии и участки, создание комплексных транспортных систем, увязанных с выполнением основных технологических операций;
-применение средств коллективной и индивидуальной защиты рабо-тающих;
-рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничение тяжести труда;
-своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях;
-внедрение системы контроля и управления технологического про¬цесса, обеспечивающее защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;
-своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных факторов.
Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования допускается вне зоны обработки, при применении специальных позиционных приспособлений (например, поворотных столов), обеспечивающих безопасность труда работающих. При обработке резанием заготовок, выходящих за пределы оборудования, должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76*.
Для исключения соприкосновения рук станочников с движущимися приспособлениями и инструментом при установке заготовок и снятии деталей должны применяться автоматические устройства (механические руки, револьверные приспособления, бункеры и др.).
Контроль на станках размеров обрабатываемых заготовок и сня¬тие деталей для контроля должны проводиться лишь при отключен¬ных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений.
Для охлаждения зоны резания допускается применять минеральное масло с температурой вспышки не ниже 150°, свободное от кислот и влаги. СОЖ должны подаваться в зону резания методом распы¬ления в соответствии с гигиеническими требованиями, утвержденными Минздравом СССР, и при циркуляции в зоне охлаждения подвер¬гаться очистке.
Шлифовальный инструмент и элементы его крепления (болты, гайки, фланцы) должны быть ограждены кожухами, прочно закреплен¬ными на станке. Зазор между наружным диаметром нового круга и кожухом должен быть не менее 9 мм для кругов наружным диаметром до 100 мм; 10 мм — для кругов 100—300 мм; 15 мм— для кругов свыше 300 мм. Зазор между боковой стенкой кожуха и фланцами для крепления круга наибольшей высоты, применяемого на данном станке, должен быть не менее 5 мм. При работе съемная крышка защитного кожуха должна быть надежно закреплена.
При работе с алмазным отрезным, камнеобрабатывающим, пра¬вящим инструментом должны применяться средства защиты (кожухи, ограждения, колпаки и т. п.), входящие в комплект поставки обору¬дования, на котором применяется алмазный инструмент.
Стружку (отходы производства) от металлорежущих станков и с рабочих мест следует убирать механизированными способами. Транспортирование стру-жек от пылестружкоприемняка осуществляется посредством рези¬нового или металлического рукава , длину которого выбирают, исходя из удобства обслуживания станка. Воздух, поступающий в помещение цеха, подвергается двухступенчатой очистке: на первой ступени от стружки и крупной пыли в стружкоотделителе — циклоне , на второй ступени - от мелкодисперсной пыли - через фильтр. Рукавный ма¬терчатый фильтр из лавсана встроен в циклон. Смесь воздуха, стружки и пыли необходимо очищать от стружки и пыли перед вентилятором с тем, чтобы продлить срок службы установки. Для своевременной разгрузки бункера циклона от сухой элемент¬ной стружки и пыли предусмотрен автоматический клапан , работа которого регулируется. Для улавливания масляного тумана, отходящего от металлорежу¬щих станков, применяют серийно изготовляемый агрегат АЭ2-12 .Рис. 4.2
Рис.4.2 Агрегат воздухоочистителя АЭ2-12
На первой ступени используется инерционный эффект очистки от крупных частиц и капель масла (кольцевая камера 2), вторая ступень выполнена в виде патронов , заполненных много¬слойной тонкой сеткой, а третья ступень (фильтр-шумоглушитель 3) состоит из нескольких слоев дырчатого пенополиуретана, которые размещены после вентилятора 4 и служат одновременно глушителем шума
В ряде случаев пневматические транспортные рукава от нескольких станков объединяют в транспортную сеть
Пневмотранспортную сеть прокладывают в местах, доступных для осмотра и ремонта. Для прочистки пневмотранспортной сети групповых пыле-стружкоотсасывающих установок без разъема трубопроводов следует предусматривать устройство герметичных люков после колен и отво¬дов, а также на горизонтальных участках сети. В последнем случае расстояние между люками принимается не более 12 м.
При проектировании пневматических и пылестружкоотсасывающих установок следует учитывать модель станка, процесс обработки, обрабатываемый материал, количество отделяющейся стружки в еди¬ницу времени, насыпную плотность стружки и другие факторы, исходя из которых, определяются транспортные скорости, сопротив¬ление в трубопроводах, а также объемный расход удаляемого воздуха.
Порядок расчета систем и установок непрерывного удаления стружки и пыли непосредственно из зоны резания следующий:
а) уста¬навливают объемный расход воздуха, исходя из принятой транспортной скорости и диаметра трубопровода;
б) определяют потери дав¬ления в сети;
в) подбирают вентиляторы и электродвигатели. Расход воздуха (M /c), перемещающего смесь.
1.2.6 Меры безопасности при использовани СОЖ и ПАВ в технологическом процессе
Выбор СОЖ необходимо осуществлять, учитывая, что следующие их виды имеют соответствующее разрешение Министерства здравоохранения СССР в соответствии с ГОСТ 12.3.025-80:
масляные СОЖ: МР-1; MP-2y,^P-3; МР-4; МР-6/3; ОСМ-3;СМ-5; ЛЗ-СОЖ 2СО: МЗ-СОЖ 2СИО; ЛЗ-1ПО; ЛЗ-1ПИО;3-СОЖ IT; ЛЗ-ЭМ/30: ЛЗ-СОЖ8 (5-10%-ная эмульсия);
эмульсоры: укринол-1 (эмульсии 1.5; 3,3; 5,7; 10; 16%-ные); аквол-2 (эмульсии 3; 5,7; 10%-ные); ИХП-45Э (эмульсии 5; 10%-ные);
синтетические и полусинтетические жидкости: аквол-10 (эмульсии 2
,5.7_10%-ные, аквол-11 (эмульсии 3; 5,5; 10%-ные); НСК-5у (эмульсия 10%-ная).
Антимикробная защита СОЖ должна проводиться добавлением бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкости.
Пастеризация СОЖ проводится нагреванием до 75-80 °С, кратко¬временной выдержкой и последующим охлаждением в регенераторе или охладителе до рабочей температуры.
Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться по результатам контроля ее содержания, но не реже одного раза в шесть месяцев при лезвийной обработке одного раза в месяц — при абра¬зивной обработке для масляных СОЖ и одного раза в три месяца для водных СОЖ. Очистку емкостей для приготовления СОЖ, трубо¬проводов и систем подачи следует проводить один раз в 6 мес. , для масляных и один в 3 мес. для водных СОЖ.
Хранить и транспортировать СОЖ необходимо в чистых стальных резервуарах, цистернах, бочках, бидонах и банках, а также в емкостях, изготовленных из белой шерсти, оцинкованного листа или пластмасс. СОЖ должны храниться в помещениях в соответствии с требова¬ниями СНиП П-106-72.
Отработанные СОЖ необходимо собирать в специальные емкости. Водную и масляную фазу можно использовать в качестве компонен¬тов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий может поступать на регенерацию или сжигаться. Концентрация нефтепродук¬тов в сточных водах при сбросе их в канализацию должна соответ¬ствовать требованиям СНиП II-32-74. Водную фазу СОЖ очищают по ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепро¬дуктов и сливают в канализацию.
Для обезжиривания деталей можно вместо органиче¬ских растворителей применить химическое и электрохимическое обез¬жиривание в щелочных растворах, поверхностно-активные вещества (ПАВ), заменить хлорированные углеводороды синтетическими мою¬щими средствами . К числу ПАВ, выпускаемых промышлен¬ностью, относятся сульфанол НП-1, сульфанол НП-3, продукт ДС-РАС, смачиватель Д Б, эмульгаторы ОП-7 и ОП-10. Концентрация ПАВ, доста¬точная для оптимального смачивания загрязненных поверхностей, соста¬вляет 2—6 г/л, а для моющих средств 4—8 г/л. Следует иметь в виду, что рабочая температура для ОП-7 60-75° для сульфинола, ДС-РАС 75-85 °С. Получили применение ПАВ — синтамолы МЦ-10 и ДТ-7, альфанолы, синтамид и пр. Обладая свойствами, близкими к свой¬ствам эмульгаторов ОП-7 и ОП-10, они подвержены биологическому разложению, исключая тем самым загрязнение окружающей среды. Для промывки и обезжиривания следует применять жидкость и рас¬творы, приготовляемые на предприятии централизованно по рецептам, согласованным с местными органами санитарного надзора. В случае применения легковоспламеняющихся жидкостей рабочие места для промывки и обезжиривания должны быть оборудованы местной вы¬тяжной вентиляцией во взрывобезопасном исполнении. Количество легковоспламеняющихся жидкостей на рабочем месте не должно пре¬вышать сменной потребности. По окончании смены эти жидкости не¬обходимо сливать в плотно закрывающиеся небьющиеся сосуды и сда¬вать на хранение в специальные кладовые. Обтирочный материал следует хранить в металлической таре с плотно закрывающейся крыш¬кой. Использованные обтирочные материалы должны ежедневно в конце смены удаляться с рабочих мест.
1.2.7 Операции связанные с использованием вредных веществ
При организации работы в замкнутых агрегатах с температурой воздуха 30 °С и выше должно предусматриваться чередование в работе подручных и ведущих клепальщиков через определенные промежутки времени работы; организуется вентиляция для обдува работающих, обеспечивающая подвижность воздуха на рабочем месте в пределах 0,5—1,5 м/с, при этом разница температур подаваемого воздуха и воздуха в агрегате не должна превышать 5 0С.
При полировании в процессе сборки рекомендуется замена хромсодержащих полировальных паст составами, в которых нет соединений хрома или они имеются в небольшом количестве; допускается вводить в пасты безвредный порошок электрокорунда вместо окиси хрома или заменять вредный стеарин жировыми кислотами; в состав паст неред¬ко вместо говяжьего жира вводят гудронное сало, что уменьшает кон¬центрацию вредных летучих веществ и снижает загазованность воз¬душной среды.
1.2.8 Опасное действие шума и вибрации и защиты от него
Динамический диапазон звуков, воспринимаемых человеком, простирается от порога слышимости (0 дБ) до порога болевых ощущений (130 дБ). При воздействии на ухо шума с уровнем зву¬кового давления более 145 дБ возможен разрыв барабанной пере¬понки.
Под воздействием продолжительного громкого шума острота слуха снижается. Такое временное снижение слуховой чувстви¬тельности (адаптация слуха) представляет собой защитную ре¬акцию организма. Наступающее вслед за адаптацией слуховое и общее утомление является первым симптомом патологического процесса, который постепенно развивается в тугоухость, а иногда и полную глухоту.
Действие шума на организм человека не ограничивается только поражением слуха. Через центральную нервную систему органы слуха связаны с другими органами. Интенсивный шум воздей¬ствует в первую очередь на центральную нервную систему, что ведет к нарушению ее регуляторной функции, а это отрицательно сказывается на деятельности внутренних органов и кровообра¬щении. 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, га¬стриту и другим болезням. Особенно вреден для человека импульс¬ный шум.
Совокупность возникающих под действием шума нежелатель¬ных изменений в организме человека можно рассматривать как шумовую болезнь.
В производственных условиях интенсивный шум делает не¬разборчивыми речь и звуковые сигналы, что затрудняет общение между работающими, отрицательно влияет на их психику и на¬рушает условия безопасности труда. Вызываемое шумом утомле¬ние ослабляет внимание и замедляет психические реакции, что приводит к увеличению брака и травматизму. Шум высоких уров¬ней снижает производительность труда на 15—20%.
Вибрация воспринимается организмом человека лишь при непосредственном контакте с вибрирующим телом. В зависимости от того, на какие части тела распространяются механические коле¬бания, различают общую и местную (локальную) вибрацию.
Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится человек (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.). Наиболее опасна вибрация тела с частотой, совпадающей с собственной частотой внутренних органов (7—9 Гц), могущая привести к механическим повреждениям последних вследствие резонансных явлений.
Под действием вибрации как локальной, так и общей, наблю¬даются нарушения деятельности центральной нервной системы. Комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни. Больные вибрацион¬ной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость.
Шум и вибрация оказывают отрицательное воздействие также на сооружения, конструкции, механизмы. Так, интенсивный шум ускоряет коррозию металлов. Вибрация наносит еще больший вред, постепенно разрушая здания и другие сооружения, вызывая усталостные явления в деталях машин, особенно при возникнове¬нии резонанса, и приводя к их поломке. Вибрация в производствен¬ных помещениях, особенно в тех случаях, когда она передается прецизионному оборудованию, существенно затрудняет или даже делает невозможной обработку деталей по высоким классам точ-ности и шероховатости.
1.3 Анализ вредного воздействия тех процесса на природу и разработка мероприятий по ее защите
1.3.1 Классификация и характеристика мероприятий по охране окружающей среды от промышленных загрязнений
Под методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к ми¬нимуму или — в идеале — совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.
Следует сразу же оговориться, что каких-либо универсальных рецептов, радикально решающих проблему борьбы с загрязне¬ниями, пока, к сожалению, не существует. Метод, дающий хоро¬шие результаты в случае данного загрязнения определенной кон¬центрации или уровня, может оказаться бесполезным или мало¬эффективным в других условиях. Наиболее эффективным обычно оказывается сочетание нескольких методов борьбы с загрязне¬ниями, рационально подобранных применительно к тому или иному конкретному случаю.
Классификация методов охраны окружающей среды от про¬мышленных загрязнений представлена на Рис.4.3 . Как явствует из этой схемы, все способы борьбы с загрязнениями можно раз¬бить на две большие группы: пассивные и активные.
Рис.4.3
К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения. Эти традиционно применяемые методы, носящие защитный характер, делятся, в свою очередь, на три подгруппы - рациональное размещение источников загрязнений, (как мате¬риальных, так и энергетических), локализацию загрязнений и очистку выбросов в биосферу. На нынешнем уровне развития технологии применение пассивных методов является основным средством борьбы с загрязнением окружающей среды.
Сущность активных методов заключается в совершенство¬вании существующих и разработке новых технологических про¬цессов, оборудования и оснастки с целью максимального сниже¬ния массы, объема, концентрации материальных или уровня энергетических загрязнении всякого рода. Очевидно, что при таком подходе проблема устранения загрязнений решается ра¬дикально. Поэтому активным методам как более прогрессивным последние годы уделяется все большее внимание. Однако разра¬ботка и внедрение этих методов во многих случаях связаны с из¬менением существующей технологии производства.
Вопрос о рациональном размещении источников загрязнений (“защите расстоянием”) решается на различных уровнях (обще¬государственным, региональном, местном) в зависимости от их масштаба (расположение территориально-производственных ком¬плексов на территории страны, производственных объединений и отдельных предприятий в республике, области или городе, цехов внутри предприятия, оборудования внутри цеха), причем учиты¬вается большое количество разных факторов (уровень производ-ственных вредностей, рельеф местности, метеорологические усло¬вия, вопросы водоснабжения и канализации, населенность, пла¬нировка производственных зданий и кварталов жилой застройки, особенности применяемой технологии производства и т. д.).
Примером рационального размещения источников загрязне¬ния может служить надлежащий выбор высоты дымовых труб, выбрасывающих в воздушный бассейн продукты сгорания, обра¬зующиеся при работе электростанций и котельных. При доста¬точно высокой дымовой трубе, загрязненный газ достигает при¬земного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда содержащиеся в нем вредные вещества уже успеют рассея¬ться в атмосфере. Следует, однако, оговориться, что приведенный пример иллюстрирует возможность снижения уровня загрязне¬ний воздушного бассейна в локальном или, в лучшем случае, региональном, но отнюдь не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосфере вредные вещества рано или поздно опускаются в приземной слой атмосферы и на землю.
Для снижения уровней энергетических загрязнений приме¬няются средства защиты, обеспечивающие их частичную лока¬лизацию. К ним относятся экранирование источников шума, электромагнитных полей и ионизирующих излучений, поглоще¬ние шума, демпфирование и динамическое гашение вибраций.
Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заклю¬чается технологическое оборудование, выделяющее загрязняю-щие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделии распылением. В литейном производстве снижению пылеобразования в значительной мере способствует герметизация вспомога¬тельного оборудования, в частности применение закрытых вибра¬ционных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.
1.3.2 Классификация отходов. Утилизация отходов производства
Как уже указывалось, в процессе машиностроительного производства образуются большие количества разнообразных отходов. Эти отходы можно разбить на две группы - основные и побочные.
Основными являются отходы твердых материалов, ис¬пользуемых непосредственно для изготовления деталей машин, приборов и других изделий, полностью или частично утратившие первоначальные потребительские качества. Это в первую очередь металлические отходы всех видов, а также отходы металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина и т. п.). Сюда же следует отнести и произ¬водственный мусор. К побочным относятся отходы веществ, применяемых или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, древес¬ные отходы модельных цехов), жидкими (СОЖ, минеральные масла и другие нефтепродукты, отработанные травильные растворы и электролиты) и газообразными (отходящие газы).
Наконец, многие технологические процессы сопровождаются выделением теплоты, являющейся энергетическим отходом про¬изводства.
Использование вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства - одно из важнейших направлений повышения эффективности производства является необходимым условием сни¬жения уровня промышленного загрязнения окружающей среды.
Известные, в настоящее время, методы позволяют в принципе утилизировать практически все названные выше отходы произ¬водства, как основные, так и побочные (утилизация последних осуществляется преимущественно путем их регенерации и реку¬перации, т. е. восстановления исходных свойств отработанных ма¬териалов или температуры теплоносителя для повторного исполь¬зования в технологических процессах). К сожалению, далеко не все из этих методов сочетают в себе эффективность с экономич-ностью и универсальностью. Поэтому сейчас во всех технически. Несмотря на применение при обработке резанием различных методов стружколомания, значительная часть образующейся стружки имеет вьюнообразный характер и низкую насыпную массу — от 0,15 до 0,60 т/м3. Не говоря уже о трудности транс¬портировки такой стружки, при переплаве ее в металлургических агрегатах увеличивается продолжительность плавки, а угар металла достигает 20%. Поэтому вьюнообразную стружку под¬вергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). Бузулукским заводом тя¬желого машиностроения серийно выпускается стружкодробильный агрегат СДА-7
В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка со¬держит до 20% и более СОЖ (эмульсий, масел и т. п.). Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи.
Отделение влаги и СОЖ от стружки при обработке ее на цен¬трифугах происходит под действием центробежных сил. На не¬которых предприятиях (ЗИЛ, Воронежский механический завод и др.) созданы установки для промывки стружки в горячей воде или специальном щелочном растворе с последующей ее просушкой. Наиболее полно удаляется СОЖ из стружки при ее обжиге в на¬гревательных печах (чаще всего барабанного типа, изготовля-емых на основе сушильных барабанов, выпускаемых Бердичевским заводом “Прогресс”).
Для приведения металлической стружки в компактное состоя¬ние применяется холодное и горячее брикетирование Рис.4.6 — процесс уплотнения стружки под воздействием определенных механиче¬ских нагрузок, при которых из стружки получают брикеты плот¬ностью не менее 4000 кг/м3.
По форме брикет чаще всего представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,4—0,7.м Наибольшее распространение получил метод брикетирование стружки в холодном состоянии на специальных брикет прессах различных конструкций.
К достоинствам способа холодного брикетирования относятся сравнительно высокая производительность, возможность механизации процесса.
1.4 Выводы по разделу БЖД
В разделе безопасность жизнедеятельности проведен анализ опасных и вредных факторов, возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при механической обработке на шлифовальном станке, а также проведен расчет уровня шума станка. Рассмотрены основные требования к мерам безопасности и безвредности работы на месте наладчика оператора. Разработаны меры безопасности при эксплуатации станка. Проведена экологическая оценка тех процесса и предложены меры по сбору и утилизации отходов методом холодного брикетирования.
1 БЖД в механическом цехе при работе на металлорежущих станках
1.1 Анализ опасных и вредных факторов, возможных чрезвычайных ситуаций технического процесса
При механической обработке металлов, пластмасс и других мате¬риалов на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, заточных и др.) возникает ряд физических, химических, психофизиологических и опасных биологических и вредных производственных факторов.
Движущиеся части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки; стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента; повышенное напряжение в электро¬цепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека - относятся к категории опасных физических 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. Так, при токарной обработке от общего числа произ-водственных травм повреждение глаз превысило 50%, при фрезеро¬вании 10% и около 8% при заточке инструмента и шлифовании; Глаза повреждались отлетающей стружкой, пылевыми частицами обрабатываемого материала, осколками режущего инструмента и частицами абразива.
Вредными физическими производственными факторами, характер¬ными 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 допусти¬мые концентрации. При точении латуни и бронзы количество пыли в воздухе помещения относительно не¬велико (14,5-20 мг/м3). Однако некоторые сплавы (латунь ЛЦ40С и бронза Бр ОЦС 6-6-3) содержат свинец, поэтому токсичность пыли.
Продукты термоокислительной деструкции (предельные и непре¬дельные углеводороды, а также ароматические углеводороды) могут вызывать наркотическое действие, изменения со стороны центральной нервной системы, сосудистой системы, кроветворных органов, внутрен¬них органов, а также кожно-трофические нарушения. Аэрозоль нефтя¬ных масел, входящих в состав смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ), может вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, способствовать снижению иммунобиологической реактивности.
К вредным психофизиологическим производственным факторам процессов обработки материалов резанием можно отнести физиче¬ские перегрузки при установке, закреплении и съеме крупногабарит¬ных деталей, перенапряжение зрения, монотонность труда.
К биологическим факторам относятся болезнетворные микроор¬ганизмы и бактерии, проявляющиеся при работе с СОЖ.
При работе на станке также нельзя не учесть тяжесть работа персонала во время технологического процесса в производственном помещении. Данные об этом параметре документированы в ГОСТ 12.1.005- 88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. См. Рис.4.1.
Где категория работы “средняя тяжесть 2б” - работы связанные с ходьбой и переноской тяжестей до 10 кг
Допустимые и оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.
Таблица 4.1
Период года. Категория работы. Температура С0 Относительная влажность % Скорость воздуха м/с.
оптимальная допустимая оптимальная допустимая оптимальная допустимая
холодный Ср.тяж.2б 17-19 15-21 40-60 Не более75 Не более 0.2 Не более 0.4
Теплый Ср.тяж.2б 20-22 16-21 40-60 Не более
55 при 28
60 при 27
65 при 26
70 при 25
75 при 24 Не более 0.3 0.2-0.5
К станку подводится напряжение величиной в 380 В и частотой 50 Гц. Прикосновение к токоведущим частям электрооборудования может вызвать серьезные электрические травмы. Допустимые значения силы тока для переменного тока - до 60 мА, для постоянного - 50…60 мА.
Причиной пожара может стать перегрев двигателей или других узлов в результате перегрузок, а также неисправностей, самовозгорания проводки, короткого замыкания силовых цепей. Самовозгорание также может возникнуть из-за используемых в процессе обработки СОЖ поэтому пожароопасность имеет категорию “В”.
1.2 Разработка мер безопасности
В процессе металлообработки основные меры безопасности направлены на предотвращение попадания продуктов резания за зону обработки. В связи с этим на проектируемый шлифовальный станок устанавливают защитный кожух. Также в связи с высокой степенью автоматизации привода допускается и отсутствие оператора во время тех. процесса. Станок имеет повышенную точность изготовления и его конструкция, не имеющая механических приводов для органа главного движения, не дает опасной вибрации и шума.
Оценка уровня шума станка может быть проведена приближенно.
Основным источником шума являются электродвигатели и зона резания.
Уровень шума двигателя оценивается согласно ГОСТ 16372-77
При мощности двигателя в 20 кВт.
Вид станка - шлифовальный.
С учетом номинальной мощности (20кВт) и частотой вращения шпинделя (свыше 3150 мин-1) выбираем уровень шума равный 95дБА. Вносим поправку с учетом вида станка и влияние этого параметра на шум от зоны резания.
ΔL=10 дБА.
Lобщ=L + ΔL=95+10=105 дБА.
При допустимом уровне шума Lобщ=80 дБА. При этих значениях необходимо использовать звукозащитный кожух, что соответствует КЛАССУ 4 – уменьшение шума на 15 дБА.
Lобщ=105-15=90 дБА.
Рабочее место оператора при станке должно быть удобным и не стеснять действий. Работа по наладке и смене заготовок должна вестись в хорошо оборудованном и освещенном месте. Расчеты освещения и средств по поддержанию микроклимата рабочего места необходимы, так как операция обработки связана с большой точностью и объемом производства, где сбои в программе выпуска недопустимы.
1.2.1 Меры безопасности при работе в производственных помещениях
Производственные помещения, в которых осуществляются про¬цессы обработки резанием, могут соответствовать требованиям СНиП 11-2—80, СНиП 11-89—80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СИ 245—71. Бытовые помещения соответствуют требованиям СНиП II-92—76. Все помещения оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.
Полировальные и шлифо¬вальные отделения помещений относятся соответственно к помеще¬ниям взрывопожарных производств категории Б и к классу В.
1.2.2 Вентиляции в производственных помещениях
Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных поме¬щениях помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ) должна быть предусмотрена приточно-вытяжная обще обменная система вентиляции.
Помещения, в которых хранятся и готовятся растворы бактерицидов для СОЖ, должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.
Воздуховоды для удаления пыли титановых и магниевых сплавов должны иметь гладкие внутренние поверхности без карманов и углублений (исключающих скапливание пыли), минимальные длину и число поворотов. Радиусы закруглений должны быть не менее трех диаметров. Воздуховоды установок для отсасывания магниевой пыли должны быть оборудованы предохранительными клапанами, открывающимися наружу из взрывоопасного помещения.
Воздух, удаляемый местными отсасывающими устройствами при обработке магниевых сплавов на полировальных и шлифовальных станках, должен быть очищен в масляных фильтрах до поступления его в вентилятор. Фильтры и вентиляторы должны быть изолирова¬ны от цеха, где производится обработка резанием. Во избежание опасности завихрения и образования взрывоопасной смеси магниевой пыли с воздухом не допускается применять для очистки сухие центробежные циклоны и суконные фильтры.
Помещения в цехах и на участках обработки резанием, пребыва¬ние в которых связано с опасностью для работающих, например обработка бериллия, должны быть отделены от других помещений изолирующими перегородками, иметь местную вытяжную вентиляцию и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026—76*.
Для снятия статического электричества пылеприемники и воздуховоды вентиляционных установок должны иметь заземление по ГОСТ 12.1.030-81.
Помещения и воздуховоды от местных отсосов и общеобменной вентиляции должны очищаться по графику, утвержденному в соот¬ветствии с принятой на предприятии формой внутренней докумен¬тации.
В соответствии с требованиями СНиП II-33-75 ворота, двери и технологические проемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами.
1.2.3 Освещению в производственных помещениях
Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 .Для зданий, расположенных в III и IV климатических районах, должны быть предусмотрены солнцезащитные устройства. В помещениях с недостаточным естест¬венным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН 245-71. Для местного освещения следует применять светильники, установ¬ленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже значений. Для местного освещения должны использоваться светильники с не просвечиваемыми отражателями с защитным углом не менее 30°. Кроме того, должны быть предусмотрены меры по снижению отраженной блескости.
Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна про¬водиться не реже двух раз в год. Чистка ламп и осветительной арматуры для инструментальных цехов должна проводиться не реже двух раз в год, а для остальных производственных помещений - не реже четырех раз в год.
Нормирование проектирования искусственного и естественного освещения производится для обеспечения не только удобства, но и качества производственного процесса Рис 4.2. Хорошее освещение при высокоточной работе снижает вероятность при визуальном контроле параметров обработки.
Таблица 4.2
Степень точности зрительной работы Наименьший размер объекта различения мм. Контраст объекта различения с фоном Характеристика фона Освещенность
Искусственная лк.
Коэффициент естественного освещения %
комбин. общее Верхнее,
комбин. боковое
1 2 3 4 5 6 7 8
Очень высокая От 0.15-0.3 Средний Темный 3000 750 7 2.5
1.2.4 Размещение производственного оборудования и организация рабочих мест
Для работающих, участвующих в технологическом процессе об¬работки резанием, должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь, на которой размеща¬ются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства.
Для работы сидя рабочее место оператора должно иметь кресло (стул, сиденье) с регулируемыми наклоном спинки и высотой сиденья. Эргономические требования при выполнении работ сидя и стоя при¬ведены в ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78.
На каждом рабочем месте около станка на полу должны быть деревянные решетки на всю длину рабочей зоны, а по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка.
При разработке технологических процессов необходимо предусмат¬ривать рациональную организацию рабочих мест.
Удобное расположение инструмента и приспособлений в тумбоч¬ках и на стеллажах, заготовок в специализированной таре, примене¬ние планшетов для чертежей позволяет снизить утомление и произ¬водственный травматизм рабочего. Типовые схемы организации рабо¬чих мест станочников разработаны специалистами “Оргстанкинпром” Минстанкопрома.
Рабочее место шлифовщика профильного шлифования показано на рис.4.3.
Рис. 4.1
За базовый принят плоскошлифовальный станок мод. ЗЕ711В-1 высокой точности. Справа от рабочего находится приемный стол 5 и стеллаж 6 для приспособлений с выдвижной платформой, на которой закреплен стеллаж 7 для хранения абрази¬вов. Справа от рабочего расположены тумбочка 2 и бак охлаждения 8. Перед станком под ноги рабочего устанавливается регулируемая подставка 3, имеется стул 4 для отдыха.
Расстановка в цехах и перестановка действующего технологиче¬ского оборудования должны отражаться на технологической плани¬ровке, утверждаемой администрацией по согласованию с главными ширина груза, перемещаемого подвесным конвейером, талью на монорельсе;
Ширина цеховых проходов и проездов, расстояние между металло-режущими станками и элементами зданий должны устанавливаться в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов. Проходы и проезды в цехах и на участках должны обозначаться разграничи¬тельными линиями белого цвета шириной не менее 100 мм.
На территории цеха или участка проходы, проезды, люки колод¬цев должны быть свободными, не загромождаться материалами, заготовками, полуфабрикатами, деталями, отходами производства и тарой.
Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны укладываться на стеллажи и в ящики способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захвата при использовании грузоподъемных механизмов. Высоту штабелей заготовок на рабочем месте следует выбирать исходя из условий их устойчивости и удобства снятия с них деталей, но не выше 1 м; ширина между штабелями должна быть не менее 0,8 .
Освобождающаяся тара и упаковочные материалы необходимо своевременно удалять с рабочих мест в специально отведенные места.
1.2.5 Меры безопасности технологического процесса
Разработка технологической документации, организация и выполне¬ние технологических процессов обработки резанием должны соответ¬ствовать требованиям системы стандартов безопасности труда ГОСТ 12.3.002—75* “Процессы производственные. Общие требования безопасности” и ГОСТ 12.3.025—80 “Обработка металлов резанием. Требования безопасности”.
Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны соответствовать требованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего инструмента.
При проектировании, организации и проведении технологического процесса сборки необходимо учитывать требования безопасности как общие для всего процесса, так и для каждой операции по видам работ. Основными требованиями безопасности для процесса являются:
-замена операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, операциями, при которых этих факторов нет или они обладают меньшей интенсивностью;
-замена вредных веществ безвредными или менее вредными, сухих способов обработки пылящих материалов - мокрыми;
-повышение уровня механизации работ путем широкого применения механизированного инструмента, сборочных испыта¬тельных стендов, приспособлений с механизированными зажимами;
-комплексная механизация и автоматизация производства, где ис-пользуется ручной труд, путем широкого применения авто¬матических линий, полуавтоматов и роботов, автоматов с программным управлением, дистанционное управление операциями при наличии опасных и вредных факторов;
-оснащение цехов средствами внутрицехового транспорта, встраивание транспортных средств в технологические линии и участки, создание комплексных транспортных систем, увязанных с выполнением основных технологических операций;
-применение средств коллективной и индивидуальной защиты рабо-тающих;
-рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничение тяжести труда;
-своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях;
-внедрение системы контроля и управления технологического про¬цесса, обеспечивающее защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;
-своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных факторов.
Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования допускается вне зоны обработки, при применении специальных позиционных приспособлений (например, поворотных столов), обеспечивающих безопасность труда работающих. При обработке резанием заготовок, выходящих за пределы оборудования, должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76*.
Для исключения соприкосновения рук станочников с движущимися приспособлениями и инструментом при установке заготовок и снятии деталей должны применяться автоматические устройства (механические руки, револьверные приспособления, бункеры и др.).
Контроль на станках размеров обрабатываемых заготовок и сня¬тие деталей для контроля должны проводиться лишь при отключен¬ных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений.
Для охлаждения зоны резания допускается применять минеральное масло с температурой вспышки не ниже 150°, свободное от кислот и влаги. СОЖ должны подаваться в зону резания методом распы¬ления в соответствии с гигиеническими требованиями, утвержденными Минздравом СССР, и при циркуляции в зоне охлаждения подвер¬гаться очистке.
Шлифовальный инструмент и элементы его крепления (болты, гайки, фланцы) должны быть ограждены кожухами, прочно закреплен¬ными на станке. Зазор между наружным диаметром нового круга и кожухом должен быть не менее 9 мм для кругов наружным диаметром до 100 мм; 10 мм — для кругов 100—300 мм; 15 мм— для кругов свыше 300 мм. Зазор между боковой стенкой кожуха и фланцами для крепления круга наибольшей высоты, применяемого на данном станке, должен быть не менее 5 мм. При работе съемная крышка защитного кожуха должна быть надежно закреплена.
При работе с алмазным отрезным, камнеобрабатывающим, пра¬вящим инструментом должны применяться средства защиты (кожухи, ограждения, колпаки и т. п.), входящие в комплект поставки обору¬дования, на котором применяется алмазный инструмент.
Стружку (отходы производства) от металлорежущих станков и с рабочих мест следует убирать механизированными способами. Транспортирование стру-жек от пылестружкоприемняка осуществляется посредством рези¬нового или металлического рукава , длину которого выбирают, исходя из удобства обслуживания станка. Воздух, поступающий в помещение цеха, подвергается двухступенчатой очистке: на первой ступени от стружки и крупной пыли в стружкоотделителе — циклоне , на второй ступени - от мелкодисперсной пыли - через фильтр. Рукавный ма¬терчатый фильтр из лавсана встроен в циклон. Смесь воздуха, стружки и пыли необходимо очищать от стружки и пыли перед вентилятором с тем, чтобы продлить срок службы установки. Для своевременной разгрузки бункера циклона от сухой элемент¬ной стружки и пыли предусмотрен автоматический клапан , работа которого регулируется. Для улавливания масляного тумана, отходящего от металлорежу¬щих станков, применяют серийно изготовляемый агрегат АЭ2-12 .Рис. 4.2
Рис.4.2 Агрегат воздухоочистителя АЭ2-12
На первой ступени используется инерционный эффект очистки от крупных частиц и капель масла (кольцевая камера 2), вторая ступень выполнена в виде патронов , заполненных много¬слойной тонкой сеткой, а третья ступень (фильтр-шумоглушитель 3) состоит из нескольких слоев дырчатого пенополиуретана, которые размещены после вентилятора 4 и служат одновременно глушителем шума
В ряде случаев пневматические транспортные рукава от нескольких станков объединяют в транспортную сеть
Пневмотранспортную сеть прокладывают в местах, доступных для осмотра и ремонта. Для прочистки пневмотранспортной сети групповых пыле-стружкоотсасывающих установок без разъема трубопроводов следует предусматривать устройство герметичных люков после колен и отво¬дов, а также на горизонтальных участках сети. В последнем случае расстояние между люками принимается не более 12 м.
При проектировании пневматических и пылестружкоотсасывающих установок следует учитывать модель станка, процесс обработки, обрабатываемый материал, количество отделяющейся стружки в еди¬ницу времени, насыпную плотность стружки и другие факторы, исходя из которых, определяются транспортные скорости, сопротив¬ление в трубопроводах, а также объемный расход удаляемого воздуха.
Порядок расчета систем и установок непрерывного удаления стружки и пыли непосредственно из зоны резания следующий:
а) уста¬навливают объемный расход воздуха, исходя из принятой транспортной скорости и диаметра трубопровода;
б) определяют потери дав¬ления в сети;
в) подбирают вентиляторы и электродвигатели. Расход воздуха (M /c), перемещающего смесь.
1.2.6 Меры безопасности при использовани СОЖ и ПАВ в технологическом процессе
Выбор СОЖ необходимо осуществлять, учитывая, что следующие их виды имеют соответствующее разрешение Министерства здравоохранения СССР в соответствии с ГОСТ 12.3.025-80:
масляные СОЖ: МР-1; MP-2y,^P-3; МР-4; МР-6/3; ОСМ-3;СМ-5; ЛЗ-СОЖ 2СО: МЗ-СОЖ 2СИО; ЛЗ-1ПО; ЛЗ-1ПИО;3-СОЖ IT; ЛЗ-ЭМ/30: ЛЗ-СОЖ8 (5-10%-ная эмульсия);
эмульсоры: укринол-1 (эмульсии 1.5; 3,3; 5,7; 10; 16%-ные); аквол-2 (эмульсии 3; 5,7; 10%-ные); ИХП-45Э (эмульсии 5; 10%-ные);
синтетические и полусинтетические жидкости: аквол-10 (эмульсии 2
,5.7_10%-ные, аквол-11 (эмульсии 3; 5,5; 10%-ные); НСК-5у (эмульсия 10%-ная).
Антимикробная защита СОЖ должна проводиться добавлением бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкости.
Пастеризация СОЖ проводится нагреванием до 75-80 °С, кратко¬временной выдержкой и последующим охлаждением в регенераторе или охладителе до рабочей температуры.
Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться по результатам контроля ее содержания, но не реже одного раза в шесть месяцев при лезвийной обработке одного раза в месяц — при абра¬зивной обработке для масляных СОЖ и одного раза в три месяца для водных СОЖ. Очистку емкостей для приготовления СОЖ, трубо¬проводов и систем подачи следует проводить один раз в 6 мес. , для масляных и один в 3 мес. для водных СОЖ.
Хранить и транспортировать СОЖ необходимо в чистых стальных резервуарах, цистернах, бочках, бидонах и банках, а также в емкостях, изготовленных из белой шерсти, оцинкованного листа или пластмасс. СОЖ должны храниться в помещениях в соответствии с требова¬ниями СНиП П-106-72.
Отработанные СОЖ необходимо собирать в специальные емкости. Водную и масляную фазу можно использовать в качестве компонен¬тов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий может поступать на регенерацию или сжигаться. Концентрация нефтепродук¬тов в сточных водах при сбросе их в канализацию должна соответ¬ствовать требованиям СНиП II-32-74. Водную фазу СОЖ очищают по ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепро¬дуктов и сливают в канализацию.
Для обезжиривания деталей можно вместо органиче¬ских растворителей применить химическое и электрохимическое обез¬жиривание в щелочных растворах, поверхностно-активные вещества (ПАВ), заменить хлорированные углеводороды синтетическими мою¬щими средствами . К числу ПАВ, выпускаемых промышлен¬ностью, относятся сульфанол НП-1, сульфанол НП-3, продукт ДС-РАС, смачиватель Д Б, эмульгаторы ОП-7 и ОП-10. Концентрация ПАВ, доста¬точная для оптимального смачивания загрязненных поверхностей, соста¬вляет 2—6 г/л, а для моющих средств 4—8 г/л. Следует иметь в виду, что рабочая температура для ОП-7 60-75° для сульфинола, ДС-РАС 75-85 °С. Получили применение ПАВ — синтамолы МЦ-10 и ДТ-7, альфанолы, синтамид и пр. Обладая свойствами, близкими к свой¬ствам эмульгаторов ОП-7 и ОП-10, они подвержены биологическому разложению, исключая тем самым загрязнение окружающей среды. Для промывки и обезжиривания следует применять жидкость и рас¬творы, приготовляемые на предприятии централизованно по рецептам, согласованным с местными органами санитарного надзора. В случае применения легковоспламеняющихся жидкостей рабочие места для промывки и обезжиривания должны быть оборудованы местной вы¬тяжной вентиляцией во взрывобезопасном исполнении. Количество легковоспламеняющихся жидкостей на рабочем месте не должно пре¬вышать сменной потребности. По окончании смены эти жидкости не¬обходимо сливать в плотно закрывающиеся небьющиеся сосуды и сда¬вать на хранение в специальные кладовые. Обтирочный материал следует хранить в металлической таре с плотно закрывающейся крыш¬кой. Использованные обтирочные материалы должны ежедневно в конце смены удаляться с рабочих мест.
1.2.7 Операции связанные с использованием вредных веществ
При организации работы в замкнутых агрегатах с температурой воздуха 30 °С и выше должно предусматриваться чередование в работе подручных и ведущих клепальщиков через определенные промежутки времени работы; организуется вентиляция для обдува работающих, обеспечивающая подвижность воздуха на рабочем месте в пределах 0,5—1,5 м/с, при этом разница температур подаваемого воздуха и воздуха в агрегате не должна превышать 5 0С.
При полировании в процессе сборки рекомендуется замена хромсодержащих полировальных паст составами, в которых нет соединений хрома или они имеются в небольшом количестве; допускается вводить в пасты безвредный порошок электрокорунда вместо окиси хрома или заменять вредный стеарин жировыми кислотами; в состав паст неред¬ко вместо говяжьего жира вводят гудронное сало, что уменьшает кон¬центрацию вредных летучих веществ и снижает загазованность воз¬душной среды.
1.2.8 Опасное действие шума и вибрации и защиты от него
Динамический диапазон звуков, воспринимаемых человеком, простирается от порога слышимости (0 дБ) до порога болевых ощущений (130 дБ). При воздействии на ухо шума с уровнем зву¬кового давления более 145 дБ возможен разрыв барабанной пере¬понки.
Под воздействием продолжительного громкого шума острота слуха снижается. Такое временное снижение слуховой чувстви¬тельности (адаптация слуха) представляет собой защитную ре¬акцию организма. Наступающее вслед за адаптацией слуховое и общее утомление является первым симптомом патологического процесса, который постепенно развивается в тугоухость, а иногда и полную глухоту.
Действие шума на организм человека не ограничивается только поражением слуха. Через центральную нервную систему органы слуха связаны с другими органами. Интенсивный шум воздей¬ствует в первую очередь на центральную нервную систему, что ведет к нарушению ее регуляторной функции, а это отрицательно сказывается на деятельности внутренних органов и кровообра¬щении. 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, га¬стриту и другим болезням. Особенно вреден для человека импульс¬ный шум.
Совокупность возникающих под действием шума нежелатель¬ных изменений в организме человека можно рассматривать как шумовую болезнь.
В производственных условиях интенсивный шум делает не¬разборчивыми речь и звуковые сигналы, что затрудняет общение между работающими, отрицательно влияет на их психику и на¬рушает условия безопасности труда. Вызываемое шумом утомле¬ние ослабляет внимание и замедляет психические реакции, что приводит к увеличению брака и травматизму. Шум высоких уров¬ней снижает производительность труда на 15—20%.
Вибрация воспринимается организмом человека лишь при непосредственном контакте с вибрирующим телом. В зависимости от того, на какие части тела распространяются механические коле¬бания, различают общую и местную (локальную) вибрацию.
Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится человек (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.). Наиболее опасна вибрация тела с частотой, совпадающей с собственной частотой внутренних органов (7—9 Гц), могущая привести к механическим повреждениям последних вследствие резонансных явлений.
Под действием вибрации как локальной, так и общей, наблю¬даются нарушения деятельности центральной нервной системы. Комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни. Больные вибрацион¬ной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость.
Шум и вибрация оказывают отрицательное воздействие также на сооружения, конструкции, механизмы. Так, интенсивный шум ускоряет коррозию металлов. Вибрация наносит еще больший вред, постепенно разрушая здания и другие сооружения, вызывая усталостные явления в деталях машин, особенно при возникнове¬нии резонанса, и приводя к их поломке. Вибрация в производствен¬ных помещениях, особенно в тех случаях, когда она передается прецизионному оборудованию, существенно затрудняет или даже делает невозможной обработку деталей по высоким классам точ-ности и шероховатости.
1.3 Анализ вредного воздействия тех процесса на природу и разработка мероприятий по ее защите
1.3.1 Классификация и характеристика мероприятий по охране окружающей среды от промышленных загрязнений
Под методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к ми¬нимуму или — в идеале — совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.
Следует сразу же оговориться, что каких-либо универсальных рецептов, радикально решающих проблему борьбы с загрязне¬ниями, пока, к сожалению, не существует. Метод, дающий хоро¬шие результаты в случае данного загрязнения определенной кон¬центрации или уровня, может оказаться бесполезным или мало¬эффективным в других условиях. Наиболее эффективным обычно оказывается сочетание нескольких методов борьбы с загрязне¬ниями, рационально подобранных применительно к тому или иному конкретному случаю.
Классификация методов охраны окружающей среды от про¬мышленных загрязнений представлена на Рис.4.3 . Как явствует из этой схемы, все способы борьбы с загрязнениями можно раз¬бить на две большие группы: пассивные и активные.
Рис.4.3
К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения. Эти традиционно применяемые методы, носящие защитный характер, делятся, в свою очередь, на три подгруппы - рациональное размещение источников загрязнений, (как мате¬риальных, так и энергетических), локализацию загрязнений и очистку выбросов в биосферу. На нынешнем уровне развития технологии применение пассивных методов является основным средством борьбы с загрязнением окружающей среды.
Сущность активных методов заключается в совершенство¬вании существующих и разработке новых технологических про¬цессов, оборудования и оснастки с целью максимального сниже¬ния массы, объема, концентрации материальных или уровня энергетических загрязнении всякого рода. Очевидно, что при таком подходе проблема устранения загрязнений решается ра¬дикально. Поэтому активным методам как более прогрессивным последние годы уделяется все большее внимание. Однако разра¬ботка и внедрение этих методов во многих случаях связаны с из¬менением существующей технологии производства.
Вопрос о рациональном размещении источников загрязнений (“защите расстоянием”) решается на различных уровнях (обще¬государственным, региональном, местном) в зависимости от их масштаба (расположение территориально-производственных ком¬плексов на территории страны, производственных объединений и отдельных предприятий в республике, области или городе, цехов внутри предприятия, оборудования внутри цеха), причем учиты¬вается большое количество разных факторов (уровень производ-ственных вредностей, рельеф местности, метеорологические усло¬вия, вопросы водоснабжения и канализации, населенность, пла¬нировка производственных зданий и кварталов жилой застройки, особенности применяемой технологии производства и т. д.).
Примером рационального размещения источников загрязне¬ния может служить надлежащий выбор высоты дымовых труб, выбрасывающих в воздушный бассейн продукты сгорания, обра¬зующиеся при работе электростанций и котельных. При доста¬точно высокой дымовой трубе, загрязненный газ достигает при¬земного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда содержащиеся в нем вредные вещества уже успеют рассея¬ться в атмосфере. Следует, однако, оговориться, что приведенный пример иллюстрирует возможность снижения уровня загрязне¬ний воздушного бассейна в локальном или, в лучшем случае, региональном, но отнюдь не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосфере вредные вещества рано или поздно опускаются в приземной слой атмосферы и на землю.
Для снижения уровней энергетических загрязнений приме¬няются средства защиты, обеспечивающие их частичную лока¬лизацию. К ним относятся экранирование источников шума, электромагнитных полей и ионизирующих излучений, поглоще¬ние шума, демпфирование и динамическое гашение вибраций.
Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заклю¬чается технологическое оборудование, выделяющее загрязняю-щие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделии распылением. В литейном производстве снижению пылеобразования в значительной мере способствует герметизация вспомога¬тельного оборудования, в частности применение закрытых вибра¬ционных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.
1.3.2 Классификация отходов. Утилизация отходов производства
Как уже указывалось, в процессе машиностроительного производства образуются большие количества разнообразных отходов. Эти отходы можно разбить на две группы - основные и побочные.
Основными являются отходы твердых материалов, ис¬пользуемых непосредственно для изготовления деталей машин, приборов и других изделий, полностью или частично утратившие первоначальные потребительские качества. Это в первую очередь металлические отходы всех видов, а также отходы металлосодержащие (окалина, шламы, шлаки) и неметаллические (древесина, пластмассы, резина и т. п.). Сюда же следует отнести и произ¬водственный мусор. К побочным относятся отходы веществ, применяемых или образующихся при проведении технологических процессов. Побочные отходы могут быть твердыми (зола, абразивы, древес¬ные отходы модельных цехов), жидкими (СОЖ, минеральные масла и другие нефтепродукты, отработанные травильные растворы и электролиты) и газообразными (отходящие газы).
Наконец, многие технологические процессы сопровождаются выделением теплоты, являющейся энергетическим отходом про¬изводства.
Использование вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства - одно из важнейших направлений повышения эффективности производства является необходимым условием сни¬жения уровня промышленного загрязнения окружающей среды.
Известные, в настоящее время, методы позволяют в принципе утилизировать практически все названные выше отходы произ¬водства, как основные, так и побочные (утилизация последних осуществляется преимущественно путем их регенерации и реку¬перации, т. е. восстановления исходных свойств отработанных ма¬териалов или температуры теплоносителя для повторного исполь¬зования в технологических процессах). К сожалению, далеко не все из этих методов сочетают в себе эффективность с экономич-ностью и универсальностью. Поэтому сейчас во всех технически. Несмотря на применение при обработке резанием различных методов стружколомания, значительная часть образующейся стружки имеет вьюнообразный характер и низкую насыпную массу — от 0,15 до 0,60 т/м3. Не говоря уже о трудности транс¬портировки такой стружки, при переплаве ее в металлургических агрегатах увеличивается продолжительность плавки, а угар металла достигает 20%. Поэтому вьюнообразную стружку под¬вергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). Бузулукским заводом тя¬желого машиностроения серийно выпускается стружкодробильный агрегат СДА-7
В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка со¬держит до 20% и более СОЖ (эмульсий, масел и т. п.). Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи.
Отделение влаги и СОЖ от стружки при обработке ее на цен¬трифугах происходит под действием центробежных сил. На не¬которых предприятиях (ЗИЛ, Воронежский механический завод и др.) созданы установки для промывки стружки в горячей воде или специальном щелочном растворе с последующей ее просушкой. Наиболее полно удаляется СОЖ из стружки при ее обжиге в на¬гревательных печах (чаще всего барабанного типа, изготовля-емых на основе сушильных барабанов, выпускаемых Бердичевским заводом “Прогресс”).
Для приведения металлической стружки в компактное состоя¬ние применяется холодное и горячее брикетирование Рис.4.6 — процесс уплотнения стружки под воздействием определенных механиче¬ских нагрузок, при которых из стружки получают брикеты плот¬ностью не менее 4000 кг/м3.
По форме брикет чаще всего представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,4—0,7.м Наибольшее распространение получил метод брикетирование стружки в холодном состоянии на специальных брикет прессах различных конструкций.
К достоинствам способа холодного брикетирования относятся сравнительно высокая производительность, возможность механизации процесса.
1.4 Выводы по разделу БЖД
В разделе безопасность жизнедеятельности проведен анализ опасных и вредных факторов, возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при механической обработке на шлифовальном станке, а также проведен расчет уровня шума станка. Рассмотрены основные требования к мерам безопасности и безвредности работы на месте наладчика оператора. Разработаны меры безопасности при эксплуатации станка. Проведена экологическая оценка тех процесса и предложены меры по сбору и утилизации отходов методом холодного брикетирования.
понедельник, 8 января 2018 г.
Монтаж одноэтажного промышленного здания
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9144
Министерство образования и науки РФ
Сибирская Автомобильно-Дорожная Академия
(СибАДИ)
Кафедра «Проектирование зданий и технология строительства»
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по курсу: «Технология строительного производства»
«Монтаж одноэтажного промышленного здания»
Выполнил: ст-т гр. 31ПСК
Жадобин С. С.
Принял: Сидоренко Е. В.
Омск, 2004
Содержание
Исходные данные……………………………………………………2
Разрез…………………………………………………………………3
Схема расположения сборных железобетонных конструкций……4
Спецификация сборных железобетонных конструкций…………..5
Схема движения крана при монтаже……………………………….6
Выбор монтажного крана……………………………………………7
Техника безопасности и охрана труда…………………………….13
Список литературы…………………………………………………16
1. Исходные данные
Длина здания - 60 м
Ширина здания – 48 м
Пролёты - 4x12 м
Отметка низа несущих конструкций 7.2 м
Шаг колонн крайних - 6 м
Шаг колонн средних - 12 м
Груопдёмность крана до 10 т
2. Разрез
3. Схема расположения сборных железобетонных конструкций
4. Спецификация сборных железобетонных конструкций
№ Позиции Наименование Обозна-чение Кол-во Вес, т Примечание
1 КФ 12 К-1 18 1,93 Колонна фахверков h=400, b=300
2 К 72-37 К-2 22 5,1 Крайняя колонна b=h=500
3 К 72-29 К-3 18 4,8 Средняя колонна b=h=500
4 ФС 12-1А С-1 44 8,1 Стропильная ферма h=2700
5 ПФ 12 С-2 15 11,3 Подстропильная ферма
6 П/3x6 ПП 160 2,6 Плиты покрытия 3000x6000
7 БКНА 6-1С БК-1 20 2,9 Подкрановая балка h=1400
8 БКНА 12-1С БК-2 30 10,7 Подкрановая балка h=1400
9 ФБ 6-2 ФБ 36 1,3 Фундаментная балка
10 ФБ 8-1 Ф 48 3,84 Стакан 1200X1200
48 2,91 Ступень 1800x1800
48 5,81 Подошва 2700X2400
11 ПСЯ30 СП 240 1,8 Стеновая панель 1200x6000
5. Схема движения крана при монтаже
6. Выбор монтажного крана
Спецификация такелажных приспособлений
Характеристики монтируемых элементов
Вид монтируемого элемента Расчётные характеристики
НМ, м Lстр, м ZМ, м Q, т
Средние колонны 9,4 11,8 8,5 5,0
Подстропильные фермы 14,2 15,4 6 11,9
Плиты покрытия 12,7 17,3 6 2,9
По вылету стрелы и грузоподъёмности выбираем гусеничный кран РДК – 25 с достаточной для монтажа конструкций здания длиной стрелы 17,5 м.
7. Техника безопасности и охрана труда
Монтажные работы являются одним из наиболее опасных из всего комплекса строительно-монтажных работ, так как связаны с работой на большой высоте и с перемещением и установкой тяжелых элементов конструкций при помощи различного грузоподъемного оборудования. Поэтому предъявляются повышенные требования к квалификации рабочих, занятых на монтажных работах. Монтажники по монтажу стальных и железобетонных конструкций, такелажники на монтаже и электросварщики ручной сварки согласно СНиП III-А.11-70 «Техника безопасности в строительстве» могут допускаться к работе только после прохождения ими специального курсового обучения по типовым программам, сдачи экзамена и получения удостоверения на право производства работ. Машинисты строительных кранов и других грузоподъемных машин обучаются по специальным программам, утвержденным органами профессионально-технического образования, и допускаются к работам после их аттестации квалификационной комиссией, создаваемой в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора.
К самостоятельным верхолазным работам допускаются лица не моложе 18 и не старше 60 лет, прошедшие периодический медицинский осмотр два раза в год, имеющие стаж верхолазных работ не менее одного года и квалификацию не ниже III тарифного разряда.
Рабочие, окончившие профессионально-технические училища, допускаются к работе на высоте в возрасте не моложе 17 лет и только под непосредственным руководством мастера или производителя работ.
Не допускается на монтажных работах труд женщин, исключая сварщиков. При использовании кранов и другого грузоподъемного оборудования на монтажных работах установка их, регистрация, освидетельствование, прием в эксплуатацию и работа должны осуществляться согласно требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора и «Правил устройств и безопасной эксплуатации лифтов Госгортехнадзора.
Администрация организации обязана провести испытание кранов, обеспечить их промаркированными грузозахватными приспособлениями и поместить на видном месте крана надпись о его предельной грузоподъемности при максимальном и минимальном вылете крюка - или высоте башни крана, а также указать дату следующего испытания крана.
Администрация строительно-монтажной организации должна: разработать способы правильной строповки грузов, графическое изображение которых вывесить в местах производства работ: определить место для укладки и проинструктировать машинистов, крановщиков, стропальщиков и такелажников о правилах, порядке и габаритах складирования: вывесить в кабине машиниста крана список наиболее часто перемещаемых краном грузов с указанием их массы; обеспечить своевременное периодическое испытание крана и проверку правильности работы ограничителя грузоподъемности.
Для обеспечения содержания в исправном состоянии грузоподъемных машин и съемных грузозахватных приспособлений и организации безопасной их работы должны быть назначены ответственные лица.
Подъем грузов массой, близкой к максимальной грузоподъемности крана при данном вылете крюка, должен производиться в два приема. Сначала груз поднимают на высоту 20 — 30 см и в таком положении проверяют подвеску, устойчивость крана и надежность I действия тормозов. Затем груз поднимают на полную высоту. Нельзя поднимать груз, масса которого неизвестна. Нельзя также подтаскивать (волочить) грузы грузоподъемными машинами косым натяжением канатов или поворотом стрелы. Менять вылет крюка с подвешенным грузом можно только в пределах грузовой характеристики крана. Нельзя переносить груз над людьми, а также находиться в зоне работы крана людям, не имеющим прямого отношения к работе крана.
Съемные грузозахватные приспособления после их изготовления и каждого ремонта должны подвергаться осмотру и испытанию нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их нормальную грузоподъемность и с длительностью выдержки 10 мин. При эксплуатации съемные грузозахватные приспособления должны подвергаться периодическому осмотру лицом, ответственным за их исправное состояние, в сроки, установленные владельцем, но не реже чем: траверсы — через каждые 6 мес, стропы и тара — через каждые 10 дн; клещи и другие захваты — через 1 мес. Результаты осмотра должны заполняться в журнал учета и осмотра съемных грузозахватных приспособлений.
При применении для расчаливания грузоподъемных машин и оборудования или монтируемых конструкций растяжек коэффициент запаса их прочности должен быть не менее 3.5.
При монтажных работах вне зоны видимости машиниста крана между ним и рабочими местами монтажников устанавливают радио- или телефонную связь, а в случае ее отсутствия назначают сигнальщика.
Выполнять строительно-монтажные работы, связанные с нахождением людей в одной захватке на этажах, над которыми перемещают, устанавливают или временно закрепляют элементы и конструкции зданий и сооружений, нельзя.
Перемещение и монтаж элементов и конструкций над перекрытиями, под которыми находятся люди, допускаются в исключительных случаях по письменному распоряжению I главного инженера генподрядной строительно-монтажной организации при возведении зданий, имеющих более пяти этажей, после разработки мероприятии, обеспечивающих безопасное производство работ. При монтажных работах на высоте должна быть определена и хорошо обозначена видимыми предупредительными знаками опасная зона для нахождения и перемещения людей. В необходимых случаях, кроме этого, подают предупредительные звуковые сигналы.
Граница опасной зоны определяется расстоянием по горизонтали от возможного места падения груза при его перемещении краном. Это расстояние при максимальной высоте подъема груза до 20 м должно быть не менее 7 м, при высоте до 100 м — не менее 10 м. при большей высоте размер его устанавливается в проекте производства работ.
Смонтированные междуэтажные и кровельные перекрытия зданий должны быть I ограждены до начала последующих работ. При возведении крупнопанельных и крупноблочных зданий это требование не выполняют, а монтажники, работающие на этих перекрытиях, прикрепляются карабинами предохранительных поясов канатами к надежным элементам конструкций здания. Кроме предохранительных поясов и обычной спецодежды, положенной монтажникам по нормам, они должны быть обеспечены касками, предохраняющими ранение головы от падения на нее мелких предметов (гаек, болтов и др.).
Для подъема и опусканий рабочих при строительстве зданий и сооружений высотой более 30 м обязательна установка подъемников.
8. Список литературы:
1. Трепененков Р. И. «Альбом чертежей конструкций деталей промышленных зданий»: учебное пособие для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Стройиздат, 1980. – 284 с., ил.
2. Шерешевский И. А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений»: учебное пособие для студентов строит. Специальностей вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Ленинград: Стройиздат, Ленингр. Отд-ние, 1979 – 168 с., ил.
3. ЕНиР, сборник Е4, выпуск 1, Монтаж сборных и устройво монолитных железобетонных конструкций –Москва, 1987, 64 с.
4. Монтажные краны, строповочные приспособления: Справочно-методическое пособие к разработке технологических карт и ППР для студентовспециальностей 290300, 290500, 060800 / Е. И. Кардаев – Омск, СибАДИ, 1999, - 48 с.
Министерство образования и науки РФ
Сибирская Автомобильно-Дорожная Академия
(СибАДИ)
Кафедра «Проектирование зданий и технология строительства»
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по курсу: «Технология строительного производства»
«Монтаж одноэтажного промышленного здания»
Выполнил: ст-т гр. 31ПСК
Жадобин С. С.
Принял: Сидоренко Е. В.
Омск, 2004
Содержание
Исходные данные……………………………………………………2
Разрез…………………………………………………………………3
Схема расположения сборных железобетонных конструкций……4
Спецификация сборных железобетонных конструкций…………..5
Схема движения крана при монтаже……………………………….6
Выбор монтажного крана……………………………………………7
Техника безопасности и охрана труда…………………………….13
Список литературы…………………………………………………16
1. Исходные данные
Длина здания - 60 м
Ширина здания – 48 м
Пролёты - 4x12 м
Отметка низа несущих конструкций 7.2 м
Шаг колонн крайних - 6 м
Шаг колонн средних - 12 м
Груопдёмность крана до 10 т
2. Разрез
3. Схема расположения сборных железобетонных конструкций
4. Спецификация сборных железобетонных конструкций
№ Позиции Наименование Обозна-чение Кол-во Вес, т Примечание
1 КФ 12 К-1 18 1,93 Колонна фахверков h=400, b=300
2 К 72-37 К-2 22 5,1 Крайняя колонна b=h=500
3 К 72-29 К-3 18 4,8 Средняя колонна b=h=500
4 ФС 12-1А С-1 44 8,1 Стропильная ферма h=2700
5 ПФ 12 С-2 15 11,3 Подстропильная ферма
6 П/3x6 ПП 160 2,6 Плиты покрытия 3000x6000
7 БКНА 6-1С БК-1 20 2,9 Подкрановая балка h=1400
8 БКНА 12-1С БК-2 30 10,7 Подкрановая балка h=1400
9 ФБ 6-2 ФБ 36 1,3 Фундаментная балка
10 ФБ 8-1 Ф 48 3,84 Стакан 1200X1200
48 2,91 Ступень 1800x1800
48 5,81 Подошва 2700X2400
11 ПСЯ30 СП 240 1,8 Стеновая панель 1200x6000
5. Схема движения крана при монтаже
6. Выбор монтажного крана
Спецификация такелажных приспособлений
Характеристики монтируемых элементов
Вид монтируемого элемента Расчётные характеристики
НМ, м Lстр, м ZМ, м Q, т
Средние колонны 9,4 11,8 8,5 5,0
Подстропильные фермы 14,2 15,4 6 11,9
Плиты покрытия 12,7 17,3 6 2,9
По вылету стрелы и грузоподъёмности выбираем гусеничный кран РДК – 25 с достаточной для монтажа конструкций здания длиной стрелы 17,5 м.
7. Техника безопасности и охрана труда
Монтажные работы являются одним из наиболее опасных из всего комплекса строительно-монтажных работ, так как связаны с работой на большой высоте и с перемещением и установкой тяжелых элементов конструкций при помощи различного грузоподъемного оборудования. Поэтому предъявляются повышенные требования к квалификации рабочих, занятых на монтажных работах. Монтажники по монтажу стальных и железобетонных конструкций, такелажники на монтаже и электросварщики ручной сварки согласно СНиП III-А.11-70 «Техника безопасности в строительстве» могут допускаться к работе только после прохождения ими специального курсового обучения по типовым программам, сдачи экзамена и получения удостоверения на право производства работ. Машинисты строительных кранов и других грузоподъемных машин обучаются по специальным программам, утвержденным органами профессионально-технического образования, и допускаются к работам после их аттестации квалификационной комиссией, создаваемой в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора.
К самостоятельным верхолазным работам допускаются лица не моложе 18 и не старше 60 лет, прошедшие периодический медицинский осмотр два раза в год, имеющие стаж верхолазных работ не менее одного года и квалификацию не ниже III тарифного разряда.
Рабочие, окончившие профессионально-технические училища, допускаются к работе на высоте в возрасте не моложе 17 лет и только под непосредственным руководством мастера или производителя работ.
Не допускается на монтажных работах труд женщин, исключая сварщиков. При использовании кранов и другого грузоподъемного оборудования на монтажных работах установка их, регистрация, освидетельствование, прием в эксплуатацию и работа должны осуществляться согласно требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора и «Правил устройств и безопасной эксплуатации лифтов Госгортехнадзора.
Администрация организации обязана провести испытание кранов, обеспечить их промаркированными грузозахватными приспособлениями и поместить на видном месте крана надпись о его предельной грузоподъемности при максимальном и минимальном вылете крюка - или высоте башни крана, а также указать дату следующего испытания крана.
Администрация строительно-монтажной организации должна: разработать способы правильной строповки грузов, графическое изображение которых вывесить в местах производства работ: определить место для укладки и проинструктировать машинистов, крановщиков, стропальщиков и такелажников о правилах, порядке и габаритах складирования: вывесить в кабине машиниста крана список наиболее часто перемещаемых краном грузов с указанием их массы; обеспечить своевременное периодическое испытание крана и проверку правильности работы ограничителя грузоподъемности.
Для обеспечения содержания в исправном состоянии грузоподъемных машин и съемных грузозахватных приспособлений и организации безопасной их работы должны быть назначены ответственные лица.
Подъем грузов массой, близкой к максимальной грузоподъемности крана при данном вылете крюка, должен производиться в два приема. Сначала груз поднимают на высоту 20 — 30 см и в таком положении проверяют подвеску, устойчивость крана и надежность I действия тормозов. Затем груз поднимают на полную высоту. Нельзя поднимать груз, масса которого неизвестна. Нельзя также подтаскивать (волочить) грузы грузоподъемными машинами косым натяжением канатов или поворотом стрелы. Менять вылет крюка с подвешенным грузом можно только в пределах грузовой характеристики крана. Нельзя переносить груз над людьми, а также находиться в зоне работы крана людям, не имеющим прямого отношения к работе крана.
Съемные грузозахватные приспособления после их изготовления и каждого ремонта должны подвергаться осмотру и испытанию нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их нормальную грузоподъемность и с длительностью выдержки 10 мин. При эксплуатации съемные грузозахватные приспособления должны подвергаться периодическому осмотру лицом, ответственным за их исправное состояние, в сроки, установленные владельцем, но не реже чем: траверсы — через каждые 6 мес, стропы и тара — через каждые 10 дн; клещи и другие захваты — через 1 мес. Результаты осмотра должны заполняться в журнал учета и осмотра съемных грузозахватных приспособлений.
При применении для расчаливания грузоподъемных машин и оборудования или монтируемых конструкций растяжек коэффициент запаса их прочности должен быть не менее 3.5.
При монтажных работах вне зоны видимости машиниста крана между ним и рабочими местами монтажников устанавливают радио- или телефонную связь, а в случае ее отсутствия назначают сигнальщика.
Выполнять строительно-монтажные работы, связанные с нахождением людей в одной захватке на этажах, над которыми перемещают, устанавливают или временно закрепляют элементы и конструкции зданий и сооружений, нельзя.
Перемещение и монтаж элементов и конструкций над перекрытиями, под которыми находятся люди, допускаются в исключительных случаях по письменному распоряжению I главного инженера генподрядной строительно-монтажной организации при возведении зданий, имеющих более пяти этажей, после разработки мероприятии, обеспечивающих безопасное производство работ. При монтажных работах на высоте должна быть определена и хорошо обозначена видимыми предупредительными знаками опасная зона для нахождения и перемещения людей. В необходимых случаях, кроме этого, подают предупредительные звуковые сигналы.
Граница опасной зоны определяется расстоянием по горизонтали от возможного места падения груза при его перемещении краном. Это расстояние при максимальной высоте подъема груза до 20 м должно быть не менее 7 м, при высоте до 100 м — не менее 10 м. при большей высоте размер его устанавливается в проекте производства работ.
Смонтированные междуэтажные и кровельные перекрытия зданий должны быть I ограждены до начала последующих работ. При возведении крупнопанельных и крупноблочных зданий это требование не выполняют, а монтажники, работающие на этих перекрытиях, прикрепляются карабинами предохранительных поясов канатами к надежным элементам конструкций здания. Кроме предохранительных поясов и обычной спецодежды, положенной монтажникам по нормам, они должны быть обеспечены касками, предохраняющими ранение головы от падения на нее мелких предметов (гаек, болтов и др.).
Для подъема и опусканий рабочих при строительстве зданий и сооружений высотой более 30 м обязательна установка подъемников.
8. Список литературы:
1. Трепененков Р. И. «Альбом чертежей конструкций деталей промышленных зданий»: учебное пособие для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Стройиздат, 1980. – 284 с., ил.
2. Шерешевский И. А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений»: учебное пособие для студентов строит. Специальностей вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Ленинград: Стройиздат, Ленингр. Отд-ние, 1979 – 168 с., ил.
3. ЕНиР, сборник Е4, выпуск 1, Монтаж сборных и устройво монолитных железобетонных конструкций –Москва, 1987, 64 с.
4. Монтажные краны, строповочные приспособления: Справочно-методическое пособие к разработке технологических карт и ППР для студентовспециальностей 290300, 290500, 060800 / Е. И. Кардаев – Омск, СибАДИ, 1999, - 48 с.
Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9143
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ ИСИ)
Кафедра «Строительные конструкции»
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Строительные конструкции»
Тема: Проектирование сборных железобетонных
плит перекрытий многоэтажных
производственных зданий
Проект выполнил: студент 41 ПСК группы
Жадобин С. С.
Руководитель проекта: преподаватель
Разливкина Н.Н.
Омск
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные 3
1. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия. 4
2. Проектирование панели сборного перекрытия. 6
2.1. Конструктивная схема. 6
2.2. Расчетная схема и нагрузки. 6
2.3. Статический расчет. 8
2.4. Расчет по первой группе предельных состояний. 8
2.4.1. Исходные данные. 8
2.4.2. Расчет прочности нормальных сечений. 9
2.4.3. Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил. 10
Проверка прочности наклонного сечения производится из условия: 11
2.4.4. Армирование панелей. 12
2.5. Расчет панелей по предельным состояниям второй группы. 13
2.5.1. Проверка трещиностойкости. 13
2.5.2. Проверка жесткости. 15
2.5.3. Проверка для напрягаемой арматуры. 16
3. Расчет в программе РДТ. 18
3.1. Расчет для ненапрягаемой арматуры. 18
3.2. Расчет для преднапрягаемой арматуры. 20
Библиографический список. 22
Исходные данные
В курсовом проекте необходимо запроектировать плиту перекрытия трех пролетного поперек и пятипролетного вдоль производственного многоэтажного здания с наружными кирпичными стенами.
При этом рассматривается здание с жесткой конструктивной схемой, в котором горизонтальные нагрузки передаются через жесткие в своей плоскости диски перекрытий на поперечные и продольные стены, обеспечивающие пространственную жесткость здания в целом. В этом случае железобетонные конструкции здания рассчитываются только на действие вертикальных нагрузок.
Плита перекрытия круглопустотная.
Размер ячейки здания вдоль 5,9 м, поперек – 6,3 м.
Нормативная нагрузка от массы пола составляет 1,5 кН/м2.
Толщина пола 11,0 см.
Нормативная временная нагрузка:
- длительная 4,3 кн/м2,
- кратковременная 3,0 кн/м2.
1. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия.
Выполнение проекта начинается с определения габаритных размеров в плане, привязке наружных стен к разбивочным осям и компоновки конструктивной схемы здания.
Длина здания в осях равна произведению продольного размера ячейки на число ячеек вдоль здания, т.е. а = 5•5,9 = 29,5 м. Ширина здания в осях равна произведению поперечного размера ячейки на число ячеек поперек здания, т.е. в = 3•6,3 = 18,9 м.
Привязка стен здания и их толщина принимается соответственно 200 и 640 мм.
Для обеспечения жесткости здания в поперечном направлении и во избежание утяжеления надоконных перемычек принимается поперечное расположение ригелей по осям простенков и продольное – панелей перекрытия.
Номинальная ширина каждой панели принимается одинаковой для всего перекрытия, должна быть в пределах 1,3…1,7 м, и составляет bн = 6,3/4 = 1,575 м.
Раскладка панелей показана на рис.1. Конструктивная ширина панелей назначается на 20 мм меньше в соответствии с п.5.51 [2]. bн = 1575–20 = 1555 мм.
Опалубочные размеры поперечного сечения панели принимаются в соответствии с рекомендациями табл.1 [1].
Рис.1. План расположения ригелей и панелей.
2. Проектирование панели сборного перекрытия.
2.1. Конструктивная схема.
Производится расчет и конструирование панели перекрытия, опирающейся на ригели. Панель укладывается на полки ригелей по слою цементно-песчаного раствора.
Конструктивная схема и размеры плиты назначаются исходя из табл.1, рис.2 [1] и задания на курсовой проект. На рис.2 показано поперечное сечение панели с круглыми пустотами.
Рис.2. Поперечное сечение панели перекрытия.
2.2. Расчетная схема и нагрузки.
Поскольку возможен свободный поворот опорных сечений, расчетная схема панели представляет собой статически определимую однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой, в состав которой входят постоянная, включающая вес пола и собственный вес панели, и временная.
Нормативная нагрузка от собственной массы панели определяется:
, кН/м2
где = 2500 кг/м3 - плотность железобетона;
Аполн - площадь поперечного сечения панели по номинальным размерам.
Аполн = bнhп = 1,5750,24 = 0,378 м2;
Апуст – суммарная площадь пустот в пределах габарита сечения.
Апуст= nd2/4 = 73,140,182/4 = 0,178 м2;
;
Нормативная нагрузка от массы 1 м2 конструкции пола равна 1,5 кН/м2. Коэффициенты надежности по нагрузке для временных равномерно распределенных нагрузок на перекрытия принимаются согласно п. 3.7 [3], и равны 1,2, т.к. нормативное значение эквивалентной равномерно распределенной нагрузки длительно действующей и кратковременно действующей - Pн 2 кН/м2 . Подсчет нормативных и расчетных нагрузок представлен в табл.1.
Таблица1. Нормативные и расчетные нагрузки на панель перекрытия.
Наименование нагрузки На 1 м2 панели На 1 пог. метр панели
нормативная,
кН/м2 коэффициент надежности расчетная,
кН/м2 норматив-ная, кН/м расчет-ная,
кН/м
1.Постоянная (длительно действующая)
1)От собственного веса панели 3,17 1,1 3,49 5,0 5,5
2)От собственного веса конструкции пола 1,5 1,3 1,95 2,36 3,07
Итого - - 5,44 7,36 8,57
2.Временная нагрузка
3)Длительно действующая часть нагрузки 4,3 1,2 5,16 6,77 8,13
4)Кратковремен-но действующая часть нагрузки 3,0 1,2 3,6 4,73 5,67
Итого - - 8,76 11,5 13,8
Всего - - 14,2 18,86 22,37
В том числе длительная нормативная 14,14
2.3. Статический расчет.
Для выполнения расчетов по первой и второй группе предельных состояний необходимо вычислить:
- изгибающий момент от полной нормативной нагрузки;
;
- изгибающий момент от полной нормативной нагрузки;
;
- изгибающий момент от нормативной длительно действующей нагрузки
;
- поперечная сила от полной расчетной нагрузки;
;
где - расчетный пролет.
Рис.3. Опирание панели на колонны.
2.4. Расчет по первой группе предельных состояний.
2.4.1. Исходные данные.
Плиты перекрытий запроектированы из тяжелого бетона класса B20, подвергаемого тепловой обработке при атмосферном давлении. Характеристики бетона принимаются по табл.5 [1]:
b2= 0,9; Rb= 10,35 МПа ; Rbt=0,81 МПа ; Eb=24103 МПа.
Класс арматуры принимается в соответствии с указаниями п.2.19 а, б, в и п.2.24 [2]. По таблицам 19, 20, 22, 23, 29 [2] определяются характеристики арматуры. В соответствии с [2] арматура в растянутую зону принимается класса А- , поперечная и конструктивная Вр - , петли А- .
При расчете прочности нормальных и наклонных сечений поперечное сечение панели приводится к тавровому профилю в соответствии с рекомендациями рис.4. [1].
Вводимая в расчет ширина полки приведенного сечения bf = bbk = 1525мм для круглопустотной панели. Рабочая высота сечения панели равна: h0 = h – a = 240 – 30 = 210мм, где а – расстояние от наиболее растянутого края сечения до центра тяжести растянутой арматуры панели, принимается равным 30мм (расположение арматуры в один ряд). Ширина ребра равна: b = 2b1 + b2 = 257,5 + 625 = 265мм.
Рис.4. Приведенное сечение круглопустотной плиты.
2.4.2. Расчет прочности нормальных сечений.
Расчет прочности нормальных сечений производится в соответствии с п.3.16 [2]. Предполагается, что продольной сжатой арматуры по расчету не требуется.
Требуемая площадь сечения растянутой арматуры определяется в зависимости от положения нейтральной оси:
M Rbbfhf(h0 – 0,5hf) 100 (1)
8613000 10,35152,53(21 - 0,53) 100 = 9233000 Нсм
Условие (1) соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах полки, и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной bf. Таким образом, определяя 0, можно определить требуемую площадь растянутой арматуры Аs1.
(2)
Коэффициент определяется по табл.7 [1] в зависимости от 0.
(3)
Требуемая арматура подбирается с минимально возможным превышением по сортаменту: принимается 6 16 А- с фактической площадью Аs = 12,06 см2.
Размещение принятой арматуры проводится в соответствии с п.5.12; 5.18 [2] и рис.3 [1]. В многопустотной панели обязательна установка стержней в крайних ребрах, в промежуточных возможна установка не в каждом ребре.
Необходима корректировка значений а и h0:
а = 20 + 16/2 = 28мм, т.к. величина защитного слоя бетона составляет 20мм, (диаметр принятой арматуры не превышает 20мм).
h0 = h – a = 240 – 28 = 212мм.
Проверка прочности нормального сечения.
Для проверки прочности определяется положение нейтральной линии из условия:
RsAs Rb bf hf; (4)
36512,06 10,35152,53;
4401,9 4735,1
Выполнение условия (4) означает, что нейтральная ось находится в полке, высота сжатой зоны вычисляется по формуле:
< hf = 3см.
Несущая способность сечения:
Несущая способность сечения считается достаточной, если М Мu:
8613000 8721000;
Условие выполнено, следовательно, прочность нормального сечения обеспечена.
2.4.3. Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил.
Необходимость расчета определяется условием п. 3.32 [2]:
Q b3Rbtbh0100 (5)
b3 = 0,6 для тяжелого бетона;
62080 0,60,8126,521,2100 = 27303 Н;
Т.к. условие (5) не выполняется, поперечная арматура определяется расчетом. Для этого предварительно назначается диаметр поперечных стержней dw = 4 мм класса Вр- , и шаг S = 12 см, Asw = 0,126 см2 исходя из конструктивных условий и рис.5 [1].
Для поперечных стержней, устанавливаемых по расчету, должно выполняться условие:
≥ (6)
Asw = Asw1n = 0,1266 = 0,756 см2;
, но не более 0,5, т.е. f = 0,5;
= 1669,5 > = 965,9 Н/см.
Длина проекции опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:
= = 41,6 см;
где = 2 для тяжелого бетона.
Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:
;
где С = 48 см, округленное C0 в большую сторону до целого числа S;
Поперечное усилие, воспринимаемое хомутами, пересеченными наклонной трещиной:
;
Проверка прочности наклонного сечения производится из условия:
Q Qb+Qsw; (7)
62080 40197+60102 = 100299 Н;
Проверка прочности наклонной полосы между трещинами на действие сжимающих напряжений производится из условия:
Q 0,3w1b1Rbbh0100; (8)
;
w1= 1+5w = 1+57,0830,00024 = 1,085 < 1,3;
b1= 1- 0,01∙Rb = 1- 0,0110,35= 0,8965;
62080 0,31,0850,896510,3526,521,2100 = 169677 Н;
Условие (8) выполняется, следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена.
2.4.4. Армирование панелей.
Армирование плит П-1.
Плита армируется сварной сеткой С-2, расположенной в нижней полке. Рабочая арматура пустотной панели является продольной арматурой сварной сетки, расположенной в нижней полке. Распределительная арматура этой сетки принимается из стержней класса Вр - , диаметром 4 мм. Шаг стержней распределительной арматуры равен 500 мм.
Верхняя полка армируется конструктивной сеткой 200/200/3/3 из стали класса Вр - .
Поперечные стержни объединяются с продольной монтажной арматурой того же диаметра, что и хомуты в короткие плоские каркасы КР-1, устанавливаемые в приопорных участках ребер плиты. Каркасы должны быть обязательно установлены в крайних ребрах, а в промежуточных могут устанавливаться через ребро.
Петли П-1 для подъема закладываются впотай в пустотных панелях на расстоянии 0,5 м от концов панели. Петли должны быть надежно заанкерованы.
Для монтажных петель принимается арматурная сталь класса А - . Диаметр петель назначается по требуемой площади поперечного сечения одной петли, определяемой при условии распределения веса плиты на три петли.
Принимаем по табл.8 [1] 4 петли 12 (As= 1,131 см2).
Армирование плит П-1н.
Рабочей арматурой пустотной плиты являются продольные преднапряженные стержни, расположенные в нижней полке.
Для анкеровки преднапряженной арматуры на концевых ее участках закладываются сетки С-3 (корытообразные) на длину 300 мм. Стержни сетки принимаются конструктивно диаметром 3…4 мм класса Вр - .
Верхняя полка армируется конструктивной сеткой 200/200/3/3 из стали класса Вр - .
Поперечные стержни, определяемые из условия прочности наклонных сечений, объединяются с продольной монтажной арматурой того же диаметра, что и хомуты в короткие плоские каркасы КР-1, устанавливаемые в приопорных участках ребер плиты. Каркасы должны быть обязательно установлены в крайних ребрах, а в промежуточных могут устанавливаться через ребро.
Петли П-1 для подъема закладываются впотай в пустотных панелях на расстоянии 0,5 м от концов панели. Петли должны быть надежно заанкерованы.
2.5. Расчет панелей по предельным состояниям второй группы.
К трещиностойкости панелей перекрытия предъявляются требования третьей категории [2, п.1.16, табл.2,3], согласно которым предельно -допустимая ширина продолжительного раскрытия трещин аcrc2 = 0,3 мм.
Предельно-допустимый прогиб определяется согласно п.1.20 [2].
Определение ширины раскрытия трещин и прогибов производится от нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке f = 1.
2.5.1. Проверка трещиностойкости.
Расчет ширины раскрытия трещин производится из условия [2, п.4.5]:
Mr ≤ Mcrc (9)
Mr = Mндл = 54440 Нм;
Для определения Mcrc необходимо сечение панели привести к эквивалентному по моменту инерции, т.е. к двутавровому в соответствии с рис.9 [1] и просчитать геометрические характеристики сечения по рис.10 [1].
Рис.5. Геометрические характеристики приведенного сечения.
;
Момент сопротивления приведенного сечения с учетом упругих деформаций бетона растянутой зоны:
где = 1,5 для двутаврового сечения;
Внешняя растягивающая сила равна:
Эксцентриситет приложения силы Р относительно центра тяжести приведенного сечения:
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней ядровой точки:
7262000≥1975428;
Условие (9) не выполняется, следовательно, необходимо произвести расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси панели.
acrc2 [acrc2] (10)
0,02;
Для определения a необходимо подсчитать параметры сечения после образования трещин.
где = 0,15 при длительном действии нагрузки;
Относительная высота сжатой зоны бетона сечения с трещиной:
где = 1,8 для тяжелого бетона,
x = h0 = 0,18221,2 = 3,86;
Т.к. xhf, то сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной b = bf; вторично определяются параметры , , f, , .
Плечо внутренней пары сил:
Напряжение в растянутой арматуре в сечении с трещиной:
≤
По табл.2 п.1.16 [2] [acrc2]= 0,3 мм.
0,185≤0,3
Условие (10) выполняется.
2.5.2. Проверка жесткости.
Проверка жесткости заключается в определении прогиба:
fm ≤ [fm]; (11)
b = 0,9 по п.4.27 [2];
ls = 0,8 при длительном действии нагрузок;
s = 1,25 - lsm = 1,25 - 0,80,43 = 0,906 ≤1;
3,52 > 2,78.
Условие (11) не выполняется, т.к. значение fm превышает предельно допустимое значение прогиба. Необходимо увеличить площадь сечения растянутой арматуры или повысить класс бетона.
2.5.3. Проверка для напрягаемой арматуры.
Арматура натягивается на упоры электротермическим способом. Стержень с высаженными головками разогревают электрическим током до 300–3500С, заводят в форму и закрепляют на концах в упорах форм. Арматура при восстановлении начальной длины в процессе остывания натягивается на упоры. При восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном, арматура обжимает окружающий бетон.
Рис.6. Натяжение арматуры на упорах форм.
Необходимо определить величину предварительного напряжения рабочей арматуры sp.
0,3Rs,ser + P ≤ sp ≤ Rs,ser - P
0,3390 + 93,8 ≤ sp ≤ 390 - 93,8;
sp,min = 210,8 ≤ sp ≤ 296,2 = sp,max ;
Потери напряжения:
1 = 0,03sp,max = 0,03296,2 = 8,89;
2 = 0;
3 =
l = 1,25 + 0,1516 = 3,65мм;
5 = 0;
sp = sp,max - 1 - 3 = 296,2 - 8,89 - 129,4 = 157,9 МПа ≤ 210,8 МПа;
Принимаем sp = sp,min = 210,8 МПа = 2108 кг/см2.
3. Расчет в программе РДТ.
3.1. Расчет для ненапрягаемой арматуры.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌──────┬──────┬─────┬──────┬─────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AMSP │ AMS1 │ AMS2│ D │ ESP │ ES1 │ ES2 │ ES1H │ ║
║ ├──────┼──────┼─────┼──────┼─────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 2.8 2.8 2.8 │ 16 │ 0 2000000 │ 0 0
║ └──────┴──────┴─────┴──────┴─────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ES2H │ EB │ RERSP │ RERS1 │ RERS2 │ SIGSP │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 245000 │ 0 │ 4000 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ RBSER │ RBTSER │ RBP │ RBSERP │ SERP │ SIG8 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 153 │ 14.3 │ 183.3 107.1 10.0 │ 350 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ K │ K1 │ AL │ BET │ KDEL │ FIB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 0 │ 0 │ 0 0 │ 0 │ 0.85 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┐ ║
║ │ BET1 │ PSIB │ ETA │ VB │ VB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────│ ║
║ │ 1.8 │ 0.9 │ 1 │ 1 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┬────────┐ ║
║ │ L │ N │ DOP │ KOH │ T8 │ T9 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────┼────────┤ ║
║ │ 555 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2 │ NU │ FILS │ FIL0 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2 │ 0.15 │ 0.8 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2K │ NUK │ FILSK │ FIL0K │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 0.45 │ 1.1 │ 1 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FD │ ACRC1D │ ACRC2D │ ║
║ ├────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.78 │ 0.4 │ 0.3 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌────────┬────────┬─────────┬─────────┐ ║
║ │ СЕЧ │ MW │ MTOT │ MF │ ║
║ ├────────┼────────┼─────────┼─────────┤ ║
║ │ 1 │ 134400 726200 544400 │ ║
║ └────────┴────────┴─────────┴─────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ H │ B │ HFH │ BFH │ HF │ BF │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 24 │ 39.1 │ 3.9 │ 152.5 │ 3.9 │ 152.5 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AP │ AM1 │ AM2 │ A1H │ A2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 0 │ 2.8 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ASP │ AS1 │ AS2 │ AS1H │ AS2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 12.06 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════ ══════════════════════════════════════════════╝
ПРОГРАММА РДТ2
---------------
РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА:
-----------------
При действии постоянных и длительных нагрузок:
Прогиб F= 3.41
Жесткость :
не достаточна -- дефицит 22.65 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC2= .185 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 38.43 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 201300.00 кгс*см
При действии постоянных, длит. и кратковрем. нагрузок:
Прогиб F 4.38 см
Жесткость :
не достаточна -- дефицит 57.60 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC1= .228 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 43.07 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 201300.00 кгс*см
3.2. Расчет для преднапрягаемой арматуры.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌──────┬──────┬─────┬──────┬─────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AMSP │ AMS1 │ AMS2│ D │ ESP │ ES1 │ ES2 │ ES1H │ ║
║ ├──────┼──────┼─────┼──────┼─────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ 2.8 │ 2.8 │ 2.8 │ 16 │ 2000000 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └──────┴──────┴─────┴──────┴─────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ES2H │ EB │ RERSP │ RERS1 │ RERS2 │ SIGSP │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 245000 4000 │ 0 │ 0 │ 2108 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ RBSER │ RBTSER │ RBP │ RBSERP │ SERP │ SIG8 ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 153 │ 14.3 │ 183.3 │ 107.1 │ 10.00 │ 350 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ K │ K1 │ AL │ BET │ KDEL │ FIB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 1 │ 0.6 │ 2.5 │ 1 │ 0.85 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┐ ║
║ │ BET1 │ PSIB │ ETA │ VB │ VB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────│ ║
║ │ 1.8 │ 0.9 │ 1 │ 1 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┬────────┐ ║
║ │ L │ N │ DOP │ KOH │ T8 │ T9 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────┼────────┤ ║
║ │ 555 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2 │ NU │ FILS │ FIL0 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2 │ 0.15 │ 0.8 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2K │ NUK │ FILSK │ FIL0K │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 0.45 │ 1.1 │ 1 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FD │ ACRC1D │ ACRC2D │ ║
║ ├────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.82 │ 0.4 │ 0.3 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌────────┬────────┬─────────┬─────────┐ ║
║ │ СЕЧ │ MW │ MTOT │ MF │ ║
║ ├────────┼────────┼─────────┼─────────┤ ║
║ │ 1 │134400 726200 │ 544400 │ ║
║ └────────┴────────┴─────────┴─────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ H │ B │ HFH │ BFH │ HF │ BF │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 24 │ 39.1 │ 3.9 │ 152.5 │ 3.9 │ 152.5 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AP │ AM1 │ AM2 │ A1H │ A2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.8 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ASP │ AS1 │ AS2 │ AS1H │ AS2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 12.06 0 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════╝
ПРОГРАММА РДТ2
---------------
РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА:
-----------------
При действии постояных и длительных нагрузок:
Прогиб F= 1.41
Жесткость :
достаточна -- резерв 50.17 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC2= .076 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 74.55 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 536657.10 кгс*см
При действии постояных, длит. и кратковрем. нагрузок:
Прогиб F 2.03 см
Жесткость :
достаточна -- резерв 28.18 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC1= .119 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 70.25 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 536657.10 кгс*см
Библиографический список.
1. В.С.Мартемьянов, В.И.Саунин, Н.В.Стачева. Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий. Методические указания к курсовому проекту по железобетонным конструкциям. Омск, редакционно-издательский отдел СибАДИ, 1986-36с.
2. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции.
3. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ ИСИ)
Кафедра «Строительные конструкции»
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Строительные конструкции»
Тема: Проектирование сборных железобетонных
плит перекрытий многоэтажных
производственных зданий
Проект выполнил: студент 41 ПСК группы
Жадобин С. С.
Руководитель проекта: преподаватель
Разливкина Н.Н.
Омск
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные 3
1. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия. 4
2. Проектирование панели сборного перекрытия. 6
2.1. Конструктивная схема. 6
2.2. Расчетная схема и нагрузки. 6
2.3. Статический расчет. 8
2.4. Расчет по первой группе предельных состояний. 8
2.4.1. Исходные данные. 8
2.4.2. Расчет прочности нормальных сечений. 9
2.4.3. Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил. 10
Проверка прочности наклонного сечения производится из условия: 11
2.4.4. Армирование панелей. 12
2.5. Расчет панелей по предельным состояниям второй группы. 13
2.5.1. Проверка трещиностойкости. 13
2.5.2. Проверка жесткости. 15
2.5.3. Проверка для напрягаемой арматуры. 16
3. Расчет в программе РДТ. 18
3.1. Расчет для ненапрягаемой арматуры. 18
3.2. Расчет для преднапрягаемой арматуры. 20
Библиографический список. 22
Исходные данные
В курсовом проекте необходимо запроектировать плиту перекрытия трех пролетного поперек и пятипролетного вдоль производственного многоэтажного здания с наружными кирпичными стенами.
При этом рассматривается здание с жесткой конструктивной схемой, в котором горизонтальные нагрузки передаются через жесткие в своей плоскости диски перекрытий на поперечные и продольные стены, обеспечивающие пространственную жесткость здания в целом. В этом случае железобетонные конструкции здания рассчитываются только на действие вертикальных нагрузок.
Плита перекрытия круглопустотная.
Размер ячейки здания вдоль 5,9 м, поперек – 6,3 м.
Нормативная нагрузка от массы пола составляет 1,5 кН/м2.
Толщина пола 11,0 см.
Нормативная временная нагрузка:
- длительная 4,3 кн/м2,
- кратковременная 3,0 кн/м2.
1. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия.
Выполнение проекта начинается с определения габаритных размеров в плане, привязке наружных стен к разбивочным осям и компоновки конструктивной схемы здания.
Длина здания в осях равна произведению продольного размера ячейки на число ячеек вдоль здания, т.е. а = 5•5,9 = 29,5 м. Ширина здания в осях равна произведению поперечного размера ячейки на число ячеек поперек здания, т.е. в = 3•6,3 = 18,9 м.
Привязка стен здания и их толщина принимается соответственно 200 и 640 мм.
Для обеспечения жесткости здания в поперечном направлении и во избежание утяжеления надоконных перемычек принимается поперечное расположение ригелей по осям простенков и продольное – панелей перекрытия.
Номинальная ширина каждой панели принимается одинаковой для всего перекрытия, должна быть в пределах 1,3…1,7 м, и составляет bн = 6,3/4 = 1,575 м.
Раскладка панелей показана на рис.1. Конструктивная ширина панелей назначается на 20 мм меньше в соответствии с п.5.51 [2]. bн = 1575–20 = 1555 мм.
Опалубочные размеры поперечного сечения панели принимаются в соответствии с рекомендациями табл.1 [1].
Рис.1. План расположения ригелей и панелей.
2. Проектирование панели сборного перекрытия.
2.1. Конструктивная схема.
Производится расчет и конструирование панели перекрытия, опирающейся на ригели. Панель укладывается на полки ригелей по слою цементно-песчаного раствора.
Конструктивная схема и размеры плиты назначаются исходя из табл.1, рис.2 [1] и задания на курсовой проект. На рис.2 показано поперечное сечение панели с круглыми пустотами.
Рис.2. Поперечное сечение панели перекрытия.
2.2. Расчетная схема и нагрузки.
Поскольку возможен свободный поворот опорных сечений, расчетная схема панели представляет собой статически определимую однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой, в состав которой входят постоянная, включающая вес пола и собственный вес панели, и временная.
Нормативная нагрузка от собственной массы панели определяется:
, кН/м2
где = 2500 кг/м3 - плотность железобетона;
Аполн - площадь поперечного сечения панели по номинальным размерам.
Аполн = bнhп = 1,5750,24 = 0,378 м2;
Апуст – суммарная площадь пустот в пределах габарита сечения.
Апуст= nd2/4 = 73,140,182/4 = 0,178 м2;
;
Нормативная нагрузка от массы 1 м2 конструкции пола равна 1,5 кН/м2. Коэффициенты надежности по нагрузке для временных равномерно распределенных нагрузок на перекрытия принимаются согласно п. 3.7 [3], и равны 1,2, т.к. нормативное значение эквивалентной равномерно распределенной нагрузки длительно действующей и кратковременно действующей - Pн 2 кН/м2 . Подсчет нормативных и расчетных нагрузок представлен в табл.1.
Таблица1. Нормативные и расчетные нагрузки на панель перекрытия.
Наименование нагрузки На 1 м2 панели На 1 пог. метр панели
нормативная,
кН/м2 коэффициент надежности расчетная,
кН/м2 норматив-ная, кН/м расчет-ная,
кН/м
1.Постоянная (длительно действующая)
1)От собственного веса панели 3,17 1,1 3,49 5,0 5,5
2)От собственного веса конструкции пола 1,5 1,3 1,95 2,36 3,07
Итого - - 5,44 7,36 8,57
2.Временная нагрузка
3)Длительно действующая часть нагрузки 4,3 1,2 5,16 6,77 8,13
4)Кратковремен-но действующая часть нагрузки 3,0 1,2 3,6 4,73 5,67
Итого - - 8,76 11,5 13,8
Всего - - 14,2 18,86 22,37
В том числе длительная нормативная 14,14
2.3. Статический расчет.
Для выполнения расчетов по первой и второй группе предельных состояний необходимо вычислить:
- изгибающий момент от полной нормативной нагрузки;
;
- изгибающий момент от полной нормативной нагрузки;
;
- изгибающий момент от нормативной длительно действующей нагрузки
;
- поперечная сила от полной расчетной нагрузки;
;
где - расчетный пролет.
Рис.3. Опирание панели на колонны.
2.4. Расчет по первой группе предельных состояний.
2.4.1. Исходные данные.
Плиты перекрытий запроектированы из тяжелого бетона класса B20, подвергаемого тепловой обработке при атмосферном давлении. Характеристики бетона принимаются по табл.5 [1]:
b2= 0,9; Rb= 10,35 МПа ; Rbt=0,81 МПа ; Eb=24103 МПа.
Класс арматуры принимается в соответствии с указаниями п.2.19 а, б, в и п.2.24 [2]. По таблицам 19, 20, 22, 23, 29 [2] определяются характеристики арматуры. В соответствии с [2] арматура в растянутую зону принимается класса А- , поперечная и конструктивная Вр - , петли А- .
При расчете прочности нормальных и наклонных сечений поперечное сечение панели приводится к тавровому профилю в соответствии с рекомендациями рис.4. [1].
Вводимая в расчет ширина полки приведенного сечения bf = bbk = 1525мм для круглопустотной панели. Рабочая высота сечения панели равна: h0 = h – a = 240 – 30 = 210мм, где а – расстояние от наиболее растянутого края сечения до центра тяжести растянутой арматуры панели, принимается равным 30мм (расположение арматуры в один ряд). Ширина ребра равна: b = 2b1 + b2 = 257,5 + 625 = 265мм.
Рис.4. Приведенное сечение круглопустотной плиты.
2.4.2. Расчет прочности нормальных сечений.
Расчет прочности нормальных сечений производится в соответствии с п.3.16 [2]. Предполагается, что продольной сжатой арматуры по расчету не требуется.
Требуемая площадь сечения растянутой арматуры определяется в зависимости от положения нейтральной оси:
M Rbbfhf(h0 – 0,5hf) 100 (1)
8613000 10,35152,53(21 - 0,53) 100 = 9233000 Нсм
Условие (1) соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах полки, и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной bf. Таким образом, определяя 0, можно определить требуемую площадь растянутой арматуры Аs1.
(2)
Коэффициент определяется по табл.7 [1] в зависимости от 0.
(3)
Требуемая арматура подбирается с минимально возможным превышением по сортаменту: принимается 6 16 А- с фактической площадью Аs = 12,06 см2.
Размещение принятой арматуры проводится в соответствии с п.5.12; 5.18 [2] и рис.3 [1]. В многопустотной панели обязательна установка стержней в крайних ребрах, в промежуточных возможна установка не в каждом ребре.
Необходима корректировка значений а и h0:
а = 20 + 16/2 = 28мм, т.к. величина защитного слоя бетона составляет 20мм, (диаметр принятой арматуры не превышает 20мм).
h0 = h – a = 240 – 28 = 212мм.
Проверка прочности нормального сечения.
Для проверки прочности определяется положение нейтральной линии из условия:
RsAs Rb bf hf; (4)
36512,06 10,35152,53;
4401,9 4735,1
Выполнение условия (4) означает, что нейтральная ось находится в полке, высота сжатой зоны вычисляется по формуле:
< hf = 3см.
Несущая способность сечения:
Несущая способность сечения считается достаточной, если М Мu:
8613000 8721000;
Условие выполнено, следовательно, прочность нормального сечения обеспечена.
2.4.3. Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил.
Необходимость расчета определяется условием п. 3.32 [2]:
Q b3Rbtbh0100 (5)
b3 = 0,6 для тяжелого бетона;
62080 0,60,8126,521,2100 = 27303 Н;
Т.к. условие (5) не выполняется, поперечная арматура определяется расчетом. Для этого предварительно назначается диаметр поперечных стержней dw = 4 мм класса Вр- , и шаг S = 12 см, Asw = 0,126 см2 исходя из конструктивных условий и рис.5 [1].
Для поперечных стержней, устанавливаемых по расчету, должно выполняться условие:
≥ (6)
Asw = Asw1n = 0,1266 = 0,756 см2;
, но не более 0,5, т.е. f = 0,5;
= 1669,5 > = 965,9 Н/см.
Длина проекции опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:
= = 41,6 см;
где = 2 для тяжелого бетона.
Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:
;
где С = 48 см, округленное C0 в большую сторону до целого числа S;
Поперечное усилие, воспринимаемое хомутами, пересеченными наклонной трещиной:
;
Проверка прочности наклонного сечения производится из условия:
Q Qb+Qsw; (7)
62080 40197+60102 = 100299 Н;
Проверка прочности наклонной полосы между трещинами на действие сжимающих напряжений производится из условия:
Q 0,3w1b1Rbbh0100; (8)
;
w1= 1+5w = 1+57,0830,00024 = 1,085 < 1,3;
b1= 1- 0,01∙Rb = 1- 0,0110,35= 0,8965;
62080 0,31,0850,896510,3526,521,2100 = 169677 Н;
Условие (8) выполняется, следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена.
2.4.4. Армирование панелей.
Армирование плит П-1.
Плита армируется сварной сеткой С-2, расположенной в нижней полке. Рабочая арматура пустотной панели является продольной арматурой сварной сетки, расположенной в нижней полке. Распределительная арматура этой сетки принимается из стержней класса Вр - , диаметром 4 мм. Шаг стержней распределительной арматуры равен 500 мм.
Верхняя полка армируется конструктивной сеткой 200/200/3/3 из стали класса Вр - .
Поперечные стержни объединяются с продольной монтажной арматурой того же диаметра, что и хомуты в короткие плоские каркасы КР-1, устанавливаемые в приопорных участках ребер плиты. Каркасы должны быть обязательно установлены в крайних ребрах, а в промежуточных могут устанавливаться через ребро.
Петли П-1 для подъема закладываются впотай в пустотных панелях на расстоянии 0,5 м от концов панели. Петли должны быть надежно заанкерованы.
Для монтажных петель принимается арматурная сталь класса А - . Диаметр петель назначается по требуемой площади поперечного сечения одной петли, определяемой при условии распределения веса плиты на три петли.
Принимаем по табл.8 [1] 4 петли 12 (As= 1,131 см2).
Армирование плит П-1н.
Рабочей арматурой пустотной плиты являются продольные преднапряженные стержни, расположенные в нижней полке.
Для анкеровки преднапряженной арматуры на концевых ее участках закладываются сетки С-3 (корытообразные) на длину 300 мм. Стержни сетки принимаются конструктивно диаметром 3…4 мм класса Вр - .
Верхняя полка армируется конструктивной сеткой 200/200/3/3 из стали класса Вр - .
Поперечные стержни, определяемые из условия прочности наклонных сечений, объединяются с продольной монтажной арматурой того же диаметра, что и хомуты в короткие плоские каркасы КР-1, устанавливаемые в приопорных участках ребер плиты. Каркасы должны быть обязательно установлены в крайних ребрах, а в промежуточных могут устанавливаться через ребро.
Петли П-1 для подъема закладываются впотай в пустотных панелях на расстоянии 0,5 м от концов панели. Петли должны быть надежно заанкерованы.
2.5. Расчет панелей по предельным состояниям второй группы.
К трещиностойкости панелей перекрытия предъявляются требования третьей категории [2, п.1.16, табл.2,3], согласно которым предельно -допустимая ширина продолжительного раскрытия трещин аcrc2 = 0,3 мм.
Предельно-допустимый прогиб определяется согласно п.1.20 [2].
Определение ширины раскрытия трещин и прогибов производится от нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке f = 1.
2.5.1. Проверка трещиностойкости.
Расчет ширины раскрытия трещин производится из условия [2, п.4.5]:
Mr ≤ Mcrc (9)
Mr = Mндл = 54440 Нм;
Для определения Mcrc необходимо сечение панели привести к эквивалентному по моменту инерции, т.е. к двутавровому в соответствии с рис.9 [1] и просчитать геометрические характеристики сечения по рис.10 [1].
Рис.5. Геометрические характеристики приведенного сечения.
;
Момент сопротивления приведенного сечения с учетом упругих деформаций бетона растянутой зоны:
где = 1,5 для двутаврового сечения;
Внешняя растягивающая сила равна:
Эксцентриситет приложения силы Р относительно центра тяжести приведенного сечения:
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней ядровой точки:
7262000≥1975428;
Условие (9) не выполняется, следовательно, необходимо произвести расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси панели.
acrc2 [acrc2] (10)
0,02;
Для определения a необходимо подсчитать параметры сечения после образования трещин.
где = 0,15 при длительном действии нагрузки;
Относительная высота сжатой зоны бетона сечения с трещиной:
где = 1,8 для тяжелого бетона,
x = h0 = 0,18221,2 = 3,86;
Т.к. xhf, то сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной b = bf; вторично определяются параметры , , f, , .
Плечо внутренней пары сил:
Напряжение в растянутой арматуре в сечении с трещиной:
≤
По табл.2 п.1.16 [2] [acrc2]= 0,3 мм.
0,185≤0,3
Условие (10) выполняется.
2.5.2. Проверка жесткости.
Проверка жесткости заключается в определении прогиба:
fm ≤ [fm]; (11)
b = 0,9 по п.4.27 [2];
ls = 0,8 при длительном действии нагрузок;
s = 1,25 - lsm = 1,25 - 0,80,43 = 0,906 ≤1;
3,52 > 2,78.
Условие (11) не выполняется, т.к. значение fm превышает предельно допустимое значение прогиба. Необходимо увеличить площадь сечения растянутой арматуры или повысить класс бетона.
2.5.3. Проверка для напрягаемой арматуры.
Арматура натягивается на упоры электротермическим способом. Стержень с высаженными головками разогревают электрическим током до 300–3500С, заводят в форму и закрепляют на концах в упорах форм. Арматура при восстановлении начальной длины в процессе остывания натягивается на упоры. При восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном, арматура обжимает окружающий бетон.
Рис.6. Натяжение арматуры на упорах форм.
Необходимо определить величину предварительного напряжения рабочей арматуры sp.
0,3Rs,ser + P ≤ sp ≤ Rs,ser - P
0,3390 + 93,8 ≤ sp ≤ 390 - 93,8;
sp,min = 210,8 ≤ sp ≤ 296,2 = sp,max ;
Потери напряжения:
1 = 0,03sp,max = 0,03296,2 = 8,89;
2 = 0;
3 =
l = 1,25 + 0,1516 = 3,65мм;
5 = 0;
sp = sp,max - 1 - 3 = 296,2 - 8,89 - 129,4 = 157,9 МПа ≤ 210,8 МПа;
Принимаем sp = sp,min = 210,8 МПа = 2108 кг/см2.
3. Расчет в программе РДТ.
3.1. Расчет для ненапрягаемой арматуры.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌──────┬──────┬─────┬──────┬─────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AMSP │ AMS1 │ AMS2│ D │ ESP │ ES1 │ ES2 │ ES1H │ ║
║ ├──────┼──────┼─────┼──────┼─────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 2.8 2.8 2.8 │ 16 │ 0 2000000 │ 0 0
║ └──────┴──────┴─────┴──────┴─────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ES2H │ EB │ RERSP │ RERS1 │ RERS2 │ SIGSP │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 245000 │ 0 │ 4000 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ RBSER │ RBTSER │ RBP │ RBSERP │ SERP │ SIG8 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 153 │ 14.3 │ 183.3 107.1 10.0 │ 350 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ K │ K1 │ AL │ BET │ KDEL │ FIB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 0 │ 0 │ 0 0 │ 0 │ 0.85 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┐ ║
║ │ BET1 │ PSIB │ ETA │ VB │ VB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────│ ║
║ │ 1.8 │ 0.9 │ 1 │ 1 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┬────────┐ ║
║ │ L │ N │ DOP │ KOH │ T8 │ T9 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────┼────────┤ ║
║ │ 555 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2 │ NU │ FILS │ FIL0 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2 │ 0.15 │ 0.8 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2K │ NUK │ FILSK │ FIL0K │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 0.45 │ 1.1 │ 1 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FD │ ACRC1D │ ACRC2D │ ║
║ ├────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.78 │ 0.4 │ 0.3 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌────────┬────────┬─────────┬─────────┐ ║
║ │ СЕЧ │ MW │ MTOT │ MF │ ║
║ ├────────┼────────┼─────────┼─────────┤ ║
║ │ 1 │ 134400 726200 544400 │ ║
║ └────────┴────────┴─────────┴─────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ H │ B │ HFH │ BFH │ HF │ BF │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 24 │ 39.1 │ 3.9 │ 152.5 │ 3.9 │ 152.5 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AP │ AM1 │ AM2 │ A1H │ A2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 0 │ 2.8 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ASP │ AS1 │ AS2 │ AS1H │ AS2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 12.06 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════ ══════════════════════════════════════════════╝
ПРОГРАММА РДТ2
---------------
РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА:
-----------------
При действии постоянных и длительных нагрузок:
Прогиб F= 3.41
Жесткость :
не достаточна -- дефицит 22.65 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC2= .185 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 38.43 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 201300.00 кгс*см
При действии постоянных, длит. и кратковрем. нагрузок:
Прогиб F 4.38 см
Жесткость :
не достаточна -- дефицит 57.60 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC1= .228 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 43.07 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 201300.00 кгс*см
3.2. Расчет для преднапрягаемой арматуры.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌──────┬──────┬─────┬──────┬─────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AMSP │ AMS1 │ AMS2│ D │ ESP │ ES1 │ ES2 │ ES1H │ ║
║ ├──────┼──────┼─────┼──────┼─────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ 2.8 │ 2.8 │ 2.8 │ 16 │ 2000000 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └──────┴──────┴─────┴──────┴─────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ES2H │ EB │ RERSP │ RERS1 │ RERS2 │ SIGSP │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 0 │ 245000 4000 │ 0 │ 0 │ 2108 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ RBSER │ RBTSER │ RBP │ RBSERP │ SERP │ SIG8 ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 153 │ 14.3 │ 183.3 │ 107.1 │ 10.00 │ 350 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ K │ K1 │ AL │ BET │ KDEL │ FIB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 1 │ 0.6 │ 2.5 │ 1 │ 0.85 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┐ ║
║ │ BET1 │ PSIB │ ETA │ VB │ VB1 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────│ ║
║ │ 1.8 │ 0.9 │ 1 │ 1 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬─────────┬───────┬────────┐ ║
║ │ L │ N │ DOP │ KOH │ T8 │ T9 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼─────────┼───────┼────────┤ ║
║ │ 555 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴─────────┴───────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2 │ NU │ FILS │ FIL0 │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2 │ 0.15 │ 0.8 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FIB2K │ NUK │ FILSK │ FIL0K │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 1 │ 0.45 │ 1.1 │ 1 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ FD │ ACRC1D │ ACRC2D │ ║
║ ├────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.82 │ 0.4 │ 0.3 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ ┌────────┬────────┬─────────┬─────────┐ ║
║ │ СЕЧ │ MW │ MTOT │ MF │ ║
║ ├────────┼────────┼─────────┼─────────┤ ║
║ │ 1 │134400 726200 │ 544400 │ ║
║ └────────┴────────┴─────────┴─────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ H │ B │ HFH │ BFH │ HF │ BF │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 24 │ 39.1 │ 3.9 │ 152.5 │ 3.9 │ 152.5 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ AP │ AM1 │ AM2 │ A1H │ A2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────│ ║
║ │ 2.8 │ 0 │ 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
║ ┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐ ║
║ │ ASP │ AS1 │ AS2 │ AS1H │ AS2H │ ║
║ ├────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤ ║
║ │ 12.06 0 0 │ 0 │ 0 │ ║
║ └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘ ║
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════╝
ПРОГРАММА РДТ2
---------------
РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА:
-----------------
При действии постояных и длительных нагрузок:
Прогиб F= 1.41
Жесткость :
достаточна -- резерв 50.17 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC2= .076 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 74.55 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 536657.10 кгс*см
При действии постояных, длит. и кратковрем. нагрузок:
Прогиб F 2.03 см
Жесткость :
достаточна -- резерв 28.18 процентов
Ширина нормальных трещин ACRC1= .119 мм
Трещиностойкость :
достаточна -- резерв 70.25 процентов
Момент трещинообразования MCRC= 536657.10 кгс*см
Библиографический список.
1. В.С.Мартемьянов, В.И.Саунин, Н.В.Стачева. Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий. Методические указания к курсовому проекту по железобетонным конструкциям. Омск, редакционно-издательский отдел СибАДИ, 1986-36с.
2. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции.
3. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)