http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9281
Расчёт средств виброзащиты оборудования
Общие сведения о вибрации
Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования.
Основные параметры вибрации: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания.
В производственных условиях почти не встречается вибрации в виде простых гармонических колебаний. При работе машин и оборудования обычно возникает сложное колебательное движение, которое является апериодическим, имеющим импульсный или толчкообразный характер.
Классификация вибраций, воздействующих на человека.
Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:
- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
- локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации.
В производственных условиях нередко имеет место сочетание действий местной и общей вибрации.
По источнику возникновения вибраций различают:
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
- общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве).
Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:
а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;
б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.
По частотному составу вибрации выделяют:
- низкочастотные вибрации (1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц - для локальных вибраций);
- среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5-63 Гц - для локальных вибраций);
- высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц - для локальных вибраций).
По временным характеристикам вибрации выделяют:
- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов) каждый длительностью менее 1 с.
Воздействие вибрации на организм человека.
Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») – 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, улучшать функциональное состояние ЦНС, ускорять заживление ран и т.п., но при увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни.
Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата. При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций с высоким уровнем виброскорости приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности, расстройство зрения, онемение и отечность пальцев рук, заболевание суставов, снижение чувствительности.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры производственных вибраций, являются:
Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих № 3041-84 и Санитарные нормы вибрации рабочих мест № 3044-84.
В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по правилам безопасности и прошедшие медицинский осмотр.
Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 160С при влажности 40-60%. Если создание подобных условий невозможно (работа на открытом воздухе, подземные работы и т.д.), то для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не менее 220С.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:
- уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);
- средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.
В комплексе мероприятий важная роль отводится разработке и внедрению научно обоснованных режимов труда и отдыха. Например, суммарное время контакта с вибрацией не должно превышать 2/3 продолжительности рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентируемых перерыва для активного отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: рукавицы или перчатки (ГОСТ 12.4.002-74. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования ); спецобувь (ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная ).
На предприятиях с участием санэпиднадзора медицинских учреждений, служб охраны труда должен быть разработан конкретный комплекс медико-биологических профилактических мероприятий с учетом характера воздействующей вибрации и сопутствующих факторов производственной среды.
В промышленности в связи новыми технологиями изготовления деталей, ростом мощности оборудования и его быстроходности широкое применение получили машины и оборудование, создающие вибрации, неблагоприятно воздействующие на человека. Вибрация может быть вызвана множеством причин: неуравновешенными силовыми воздействиями, неоднородностью материала вращающегося тела, несовпадением осей вращения с осью массы тела.
Основными параметрами вибраций, происходящих по синусоидальному закону, является амплитуда виброперемещений. Различают общую и локальные вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. В ряде случаев рабочий может подвергаться и общей и локальной вибрации одновременно.
Существует несколько способов борьбы с вибрацией:
отстройка от режимов резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющихся систем;
снижение вибрации в источнике – исключением резонансных режимов работы оборудования;
виброгашение;
виброизоляция – дорогостоящий метод;
вибродемпфирование;
индивидуальные средства защиты (спец. рукавицы, обувь и др.).
Расчет виброизоляции на рабочем месте
В цехе – общая вибрация 3-й категории типа а, т.е. при работе на металлорежущих станках.
Среднегеометрическая частота активной полосы – 50 ГЦ.
Фактический уровень виброскорости составляет 103 дБ на частоте , при нормальном уровне виброскорости дБ.
Т. к. , то необходима виброзащита данного рабочего места.
Требуемая масса виброизолируемого объекта Мтр, кг рассчитывается по формуле:
, кг.
где Мдин - масса движущихся частей виброизолирующей машины, кг;
Адоп - допустимое значение амплитуды смещения основания виброизолируемого объекта, м;
- эксцентриситет движущихся частей, величина которого зависят от вида движения, в нашем случае = 0, 2 м;
В нашем случае Мст = 60000 кг > Мтр = 6723 кг, это значит, что в данном случае не требуется увеличение массы станка.
Частота возмущающих колебаний виброизолированной системы в Герцах находится по формуле:
где п - частота вращения исполнительного органа машины в единицу времени при рабочем режиме, об мин.;
,Гц
Допустимая собственная частота колебаний виброизолированной системы f0 , Гц рассчитывается как:
, Гц
Необходимая общая жесткость всех амортизаторов виброизолирующей системы Ктр, м, находится по формуле:
, м
Обеспечиваемая эффективность виброизоляции , находится как
,
Требования к виброзащите будут выполняться, если выполняется следующее условие:
Т. к. , то требования к виброзащите выполняются.
Расчет резиновых виброизоляторов.
Площадь поперечного сечения всех резиновых виброизоляторов рассчитывается по формуле:
, м2
g = 9,8 - ускорение свободного падения.
- допустимые значения статического натяжения для резины, м.
Рабочая высота резиновых изоляторов Нр, м определяется по формуле:
, м
где Един - динамический модуль упругости резины, м
Полная высота резиновых изоляторов Нп, м
, м
где Ф - характерный размер поперечного сечения изоляторов, м
Характерный размер поперечного сечения изоляторов Ф, м определяется исходя из обеспечения условий устойчивости виброизолированной системы:
Нр Ф8Нр
0,0130,10,102
Площадь поперечного сечения каждого резинового изолятора F1, м2 определяется, исходя из выбранных раннее формул и размеров:
для квадратных F1= Ф= 0,1= 0,01
Количество резиновых изоляторов N, шт:
, шт.
По данному расчету видно, что условие обеспечивается. Выбранный изолятор марка резины Н-068 и его количество полностью удовлетворяет нашим требованиям.
воскресенье, 28 января 2018 г.
Расчет средств электробезопасности оборудования производства
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9280
Расчет средств электробезопасности оборудования производства
1. Определяем нормативное значение сопротивления заземления: 10 Ом.
2. Естественные заземлители отсутствуют.
3. Выбираем конструкцию искусственного заземлителя: вертикальные стержни, расположенные по замкнутому контуру, объединенные в единую систему горизонтальной полосой прямоугольного сечения.
4. Определим необходимую величину сопротивления растеканию тока искусственного заземлителя по формуле:
, (7.1)
где
- сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом;
- нормативная величина сопротивления заземления, Ом;
Ом
5. Определим сопротивление растеканию тока единичного стержневого электрода по формуле:
Рис. 4.1. Вертикальный электрод
, (7.2)
где
- удельное сопротивление грунта в месте заложения заземлителя,
Ом*м;
- коэффициент сезонности, учитывающий удельное сопротивление грунта, в зависимости от времени года;
l – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
Н – глубина заложения центра заземлителя от поверхности земли, м.
Ом
6. Определим предварительное ориентировочное количество стержней электродов:
, (7.3)
7. Расстояние между электродами a=10 м;
8. Сопротивление растеканию тока горизонтальной соединительной полосы длинной м
, (7.4)
подставим значения в формулу (7.4):
Ом;
9. Определим сопротивление растекания группового искусственного заземлителя:
, (7.5)
Ом;
Определим общее сопротивление растеканию тока системы заземления:
, (7.6)
Ом
11. Проверим условие:
, (7.7)
- условие выполняется.
Вибрация, воздействующая на человека в цехе на рабочем месте, является третьей категории – технологическая, передающаяся через фундаменты и основания на операторов стационарно установленных машин. Тип вибрации 3а. Присутствует действие на человека шума не превышающего допустимый уровень шума 80дБА.
Таблица - Санитарные нормы вибрационной нагрузки.
Вид вибрации
Категория вибрации
Нормативные, корректированные по частоте и эквивалентные корректированные значения
виброускорения
виброскорости
м·с-2
дБ
м·с-1·10-2
дБ
Общая
3а
X0,Y0,Z0
0,1
100
0,2
92
Расчет средств электробезопасности оборудования производства
1. Определяем нормативное значение сопротивления заземления: 10 Ом.
2. Естественные заземлители отсутствуют.
3. Выбираем конструкцию искусственного заземлителя: вертикальные стержни, расположенные по замкнутому контуру, объединенные в единую систему горизонтальной полосой прямоугольного сечения.
4. Определим необходимую величину сопротивления растеканию тока искусственного заземлителя по формуле:
, (7.1)
где
- сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом;
- нормативная величина сопротивления заземления, Ом;
Ом
5. Определим сопротивление растеканию тока единичного стержневого электрода по формуле:
Рис. 4.1. Вертикальный электрод
, (7.2)
где
- удельное сопротивление грунта в месте заложения заземлителя,
Ом*м;
- коэффициент сезонности, учитывающий удельное сопротивление грунта, в зависимости от времени года;
l – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
Н – глубина заложения центра заземлителя от поверхности земли, м.
Ом
6. Определим предварительное ориентировочное количество стержней электродов:
, (7.3)
7. Расстояние между электродами a=10 м;
8. Сопротивление растеканию тока горизонтальной соединительной полосы длинной м
, (7.4)
подставим значения в формулу (7.4):
Ом;
9. Определим сопротивление растекания группового искусственного заземлителя:
, (7.5)
Ом;
Определим общее сопротивление растеканию тока системы заземления:
, (7.6)
Ом
11. Проверим условие:
, (7.7)
- условие выполняется.
Вибрация, воздействующая на человека в цехе на рабочем месте, является третьей категории – технологическая, передающаяся через фундаменты и основания на операторов стационарно установленных машин. Тип вибрации 3а. Присутствует действие на человека шума не превышающего допустимый уровень шума 80дБА.
Таблица - Санитарные нормы вибрационной нагрузки.
Вид вибрации
Категория вибрации
Нормативные, корректированные по частоте и эквивалентные корректированные значения
виброускорения
виброскорости
м·с-2
дБ
м·с-1·10-2
дБ
Общая
3а
X0,Y0,Z0
0,1
100
0,2
92
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9279
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1 Анализ условий труда на производстве
В результате проведенного анализ приведем некоторые факторы, влияющие на условий труда на производстве.
В производственном цехе имеются несколько источников освещения: естественное - боковое, осуществимое через световые проемы в наружных стенах; искусственное - является комбинированным, так как кроме общего освещения используется местное освещение, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. На рабочем месте уровень освещения является оптимальным 450 лк. Рабочие места имеют уровни и показатели освещенности, установленные действующими строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95.
Возможность поражением током в существующем производственном цехе очень велико, так как используется старое оборудование и велик износ проводки. Цех относится к категории особо опасных помещений.
Погрузочно-разгрузочные работы следует выполнять механизированным способом с помощью подъемно-транспортного оборудования и средств малой механизации. Механизированный способ погрузочно-разгрузочных работ является обязательным для грузов массой более 50 кг, а также при подъеме грузов на высоту более 3 м. Поднимать и перемещать грузы вручную необходимо при соблюдении норм, установленных действующим законодательством.
На предприятии в соответствии с ГОСТ 12.3.020-80 перемещение грузов массой более 20 кг в технологическом процессе производиться с помощью подъемно-транспортных устройств или средств механизации. Также механизировано перемеще¬ние грузов в технологическом процессе на расстояние более 25 м.
Допустимая норма перемещения грузов вручную одним мужчиной - массой не более 50 кг на расстояние, не превышающее 25 м, и на высоту не выше 1,5 м.
Допустимая норма перемещения грузов вручную женщинами и подростками обоего пола указана в разделах «Охрана труда женщин» и «Охрана труда молодежи».
Погрузочно-разгрузочные работы выполняться под руководством ответственного лица, назначенного администрацией организации. При возникновении опасных моментов или обстоятельств ответственный за производство погрузочно-разгрузочных работ должен немедленно принять меры предосторожности, а если это невозможно, прекратить работу до устранения опасности. Ответственный за производство погрузочно-разгрузочных работ обязан проверить исправность грузоподъемных механизмов, такелажного и прочего погрузочно-разгрузочного инвентаря. Безопасность проведения погрузочно-разгрузочных работ соответствует требованиям ГОСТ 12.3.009-76 ССБТ.
В соответствии с количеством и пожаровзрывоопасными свойствами находящихся в помещении веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств- помещение относится к категории.
Пожарная опасность в цехе заключается в наличии разветвленной системы кабельных сетей и большого числа электрооборудования.
Основными причинами возгорания могут являться:
- неосторожность при курении или курении в не отведенных для этого местах;
- неосторожное обращение с огнем;
- неисправности электрооборудования;
- самовозгорание промасленной ветоши или других материалов;
- ремонт оборудования на ходу.
При возникновении пожара он может распространяться по отходам производства, по горючим отложениям на рабочих конструкциях, по вытяжной вентиляции.
Цех имеет огнестойкие перекрытия и колонны, стены здания цеха сложены из силикатного кирпича, который имеет критическую tокр = 700-900 оС и относится к группе несгораемых материалов.
По степени огнестойкости механический цех относится к зданиям I степени. В целях повышения огнестойкости стальных перекрытий и колонн рекомендуется произвести их обшивку кирпичом: часть металлических перекрытий рекомендуется покрыть краской типа ВПМ, которая в условиях обычной эксплуатации будет предохранять металл от коррозии, а при пожаре повысит предел огнестойкости конструкции.
В производственном цехе производятся токарные, фрезерные, сверлильные, расточные и шлифовальные операции, что приводит к образованию в воздухе дисперсных систем за счет выделения пыли, состоящей из твердых частиц обрабатываемого и инструментального материала, которая, систематически попадая, на слизистые оболочки работающего может вызвать раздражение или повреждение (например, глаз)
Шум является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов условий труда на производстве. Под влиянием интенсивного шума нарушаются функции не только слухового анализатора, но и центральной нервной, сердечно-сосудистой и других физиологических систем. Работа в условиях интенсивного шума приводит к снижению производительности труда, росту брака, увеличению вероятности получения производственных травм. Шум возникает вследствие упругих колебаний как машин в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возникновения этих колебаний - механические, аэродинамические, гидродинамические и электрические явления, определяемые конструкцией и характером работы машины, а также неточностями, допущенными при ее изготовлении и условиями эксплуатации.
Продолжительное воздействие производственного шума может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте. Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость).
На проектируемом участке присутствуют дополнительные источники шума. Для снижения шума, возникающего в цехе, при использовании производственного оборудования, предусмотрено: массивный бетонный фундамент, шумопоглащающие лаки, применение звукоизолирующих кожухов и акустических экранов на оборудовании, являющимся источниками повышенного уровня шума.
После применения всех вышеперечисленных мер уровень шума на рабочем месте не превышает 80 Дб.
5.2 Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда
Так как в проектном варианте используется современное оборудование со степенью защищенности IP 23 по ГОСТ 14254-80, предлагается только замена старой электропроводки.
Для снижения воздействия вредных веществ необходимо выполнять меры предосторожности:
- Избегать образования и вдыхания пыли;
- Всегда использовать вытяжную вентиляцию, которая снижает содержание вредных элементов до нормы;
- Использовать респираторы, если вентиляция невозможна или недостаточна;
- При необходимости следует надевать защитные очки;
- Носить специальную защитную одежду и перчатки.
Предлагается применение местной искусственной вентиляции и оснащение станков защитными кожухами, для ограждения зоны обработки.
Основным источником шума является точка контакта заготовки и режущего инструмента в процессе обработки, предлагается снизить уровень шума за счет нанесения звукоизолирующего материала. Проведенный анализ показывает, что для данных условий лучше всего подходит «ВИНИПОР».
Состояние микроклимата в помещении цеха
Таблица 5.1 - Оптимальные нормы микроклимата для помещения цеха
Период года Категория работ Температура воздуха,С Температура поверхностей, С Относительная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с
Холодный IIб 17-19 16-20 60-40 0,2
Теплый IIб 19-21 18-22 60-40 0,2
Таблица 5.2 - Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах
Период года Катего¬рия работ Температура воздуха,С Температура поверхностей, С Относительная влаж-ность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с
Диапазон ниже оптималь¬ных величин Диапазон выше оптималь¬ных величин
Для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более Для диапазона темпера-тур воздуха выше оптималь¬ных величин, не более
Холодный IIб 15-16,9 19,1-22 14-23 15-75 0,2 0,4
Теплый IIб 16-18,9 21,1-27 15-28 15-75 0,2 0,5
Приведем перечень выделяющихся в промышленную атмосферу вредных веществ.
Таблица 5.3 - Вредные вещества.
Наименование вещества Класс опасности Пути проникновения в организм ПДК в воздухе Общий характер воздействия
Рабочей зоны, мг/м3 Атмосфер-ном, г/м3
Чугун (пыль) 4 Органы дыхания 6 - Фиброген-ное
Легированные стали (пыль) 4 То же 6 - -
Алюминий и его сплавы 4 То же 2 - -
Масла минеральные 4 Органы дыхания и кожа 5 - Раздра-жающее, токси-ческое
Оксид углерода 4 Органы дыхания 20 5 м. р., 3 с. с. токсическое
5.3 Анализ безопасности электроустановок
Анализ безопасности электроустановок сводится к определению величины электрического тока, проходящего через тело человека, оказавшегося под воздействием напряжения прикосновения, которое определяется между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Поражение человека возможно в результате прикосновения либо непосредственно к токоведущим частям, либо к нетоковедущим металлическим конструкциям электороустановок, оказавшимся под напряжением.
И если к токоведущим частям возможны однополюсные и двухполюсные прикосновения, то к нетоковедущим, как правило однополюсные.
Именно однополюсные прикосновения представляют наибольший интерес, так как являются причиной 80% случаев поражения электрическим током. Это объясняется тем, что наиболее вероятно прикосновение к нетоковедущим частям (корпуса оборудования, ограждения , конструкции). В нормальном режиме работы электроустановок это не представляет опасности, однако при повреждении изоляции или других неисправностях происходит замыкание фазы на корпус (землю) – т.е. случайное электрическое соединение токоведущих частей непосредственно с землей или токоведущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли.
Оборудование оказывается под напряжением относительно земли, т.е. точки земли, находящиеся вне зоны тока замыкания на землю. А человек, находящийся в контакте с этим оборудованием, оказывается под напряжением прикосновения, которое вызывает прохождение тока через тело человека.
5.4 Расчет средств электробезопасности
1. Определяем нормативное значение сопротивления заземления: 10 Ом.
2. Естественные заземлители отсутствуют.
3. Выбираем конструкцию искусственного заземлителя: вертикальные стержни, расположенные по замкнутому контуру, объединенные в единую систему горизонтальной полосой прямоугольного сечения.
4. Определим необходимую величину сопротивления растеканию тока искусственного заземлителя по формуле:
, (7.1)
где
- сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом;
- нормативная величина сопротивления заземления, Ом;
Ом
5. Определим сопротивление растеканию тока единичного стержневого электрода по формуле:
Рис. 4.1. Вертикальный электрод
, (7.2)
где
- удельное сопротивление грунта в месте заложения заземлителя,
Ом*м;
- коэффициент сезонности, учитывающий удельное сопротивление грунта, в зависимости от времени года;
l – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
Н – глубина заложения центра заземлителя от поверхности земли, м.
Ом
6. Определим предварительное ориентировочное количество стержней электродов:
, (7.3)
7. Расстояние между электродами a=10 м;
8. Сопротивление растеканию тока горизонтальной соединительной полосы длинной м
, (7.4)
подставим значения в формулу (7.4):
Ом;
9. Определим сопротивление растекания группового искусственного заземлителя:
, (7.5)
Ом;
10. Определим общее сопротивление растеканию тока системы заземления:
, (7.6)
Ом
11. Проверим условие:
, (7.7)
- условие выполняется.
Вибрация, воздействующая на человека в цехе на рабочем месте, является третьей категории – технологическая, передающаяся через фундаменты и основания на операторов стационарно установленных машин. Тип вибрации 3а. Присутствует действие на человека шума не превышающего допустимый уровень шума 80дБА.
Таблица - Санитарные нормы вибрационной нагрузки.
Вид вибрации Категория вибрации Нормативные, корректированные по частоте и эквивалентные корректированные значения
виброускорения виброскорости
м•с-2 дБ м•с-1•10-2 дБ
Общая 3а X0,Y0,Z0 0,1 100 0,2 92
Расчёт средств виброзащиты
Общие сведения о вибрации
Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования.
Основные параметры вибрации: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания.
В производственных условиях почти не встречается вибрации в виде простых гармонических колебаний. При работе машин и оборудования обычно возникает сложное колебательное движение, которое является апериодическим, имеющим импульсный или толчкообразный характер.
Классификация вибраций, воздействующих на человека.
Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:
- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
- локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации.
В производственных условиях нередко имеет место сочетание действий местной и общей вибрации.
По источнику возникновения вибраций различают:
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
- общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве).
Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:
а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;
б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.
По частотному составу вибрации выделяют:
- низкочастотные вибрации (1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц - для локальных вибраций);
- среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5-63 Гц - для локальных вибраций);
- высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц - для локальных вибраций).
По временным характеристикам вибрации выделяют:
- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов) каждый длительностью менее 1 с.
Воздействие вибрации на организм человека.
Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») – 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, улучшать функциональное состояние ЦНС, ускорять заживление ран и т.п., но при увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни.
Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата. При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций с высоким уровнем виброскорости приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности, расстройство зрения, онемение и отечность пальцев рук, заболевание суставов, снижение чувствительности.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры производственных вибраций, являются:
Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих № 3041-84 и Санитарные нормы вибрации рабочих мест № 3044-84.
В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по правилам безопасности и прошедшие медицинский осмотр.
Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 160С при влажности 40-60%. Если создание подобных условий невозможно (работа на открытом воздухе, подземные работы и т.д.), то для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не менее 220С.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:
- уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);
- средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.
В комплексе мероприятий важная роль отводится разработке и внедрению научно обоснованных режимов труда и отдыха. Например, суммарное время контакта с вибрацией не должно превышать 2/3 продолжительности рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентируемых перерыва для активного отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: рукавицы или перчатки (ГОСТ 12.4.002-74. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования ); спецобувь (ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная ).
На предприятиях с участием санэпиднадзора медицинских учреждений, служб охраны труда должен быть разработан конкретный комплекс медико-биологических профилактических мероприятий с учетом характера воздействующей вибрации и сопутствующих факторов производственной среды.
В промышленности в связи новыми технологиями изготовления деталей, ростом мощности оборудования и его быстроходности широкое применение получили машины и оборудование, создающие вибрации, неблагоприятно воздействующие на человека. Вибрация может быть вызвана множеством причин: неуравновешенными силовыми воздействиями, неоднородностью материала вращающегося тела, несовпадением осей вращения с осью массы тела.
Основными параметрами вибраций, происходящих по синусоидальному закону, является амплитуда виброперемещений. Различают общую и локальные вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. В ряде случаев рабочий может подвергаться и общей и локальной вибрации одновременно.
Существует несколько способов борьбы с вибрацией:
отстройка от режимов резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющихся систем;
снижение вибрации в источнике – исключением резонансных режимов работы оборудования;
виброгашение;
виброизоляция – дорогостоящий метод;
вибродемпфирование;
индивидуальные средства защиты (спец. рукавицы, обувь и др.).
Расчет виброизоляции на рабочем месте
В цехе – общая вибрация 3-й категории типа а, т.е. при работе на металлорежущих станках.
Среднегеометрическая частота активной полосы – 50 ГЦ.
Фактический уровень виброскорости составляет 103 дБ на частоте , при нормальном уровне виброскорости дБ.
Т. к. , то необходима виброзащита данного рабочего места.
Требуемая масса виброизолируемого объекта Мтр, кг рассчитывает¬ся по формуле:
, кг.
где Мдин - масса движущихся частей виброизолирующей машины, кг;
Адоп - допустимое значение амплитуды смещения основания виброи-золируемого объекта, м;
- эксцентриситет движущихся частей, величина которого зависят от вида движения, в нашем случае = 0, 2 м;
В нашем случае Мст = 60000 кг > Мтр = 6723 кг, это значит, что в данном случае не требуется увеличение массы станка.
Частота возмущающих колебаний виброизолированной системы в Герцах находится по формуле:
где п - частота вращения исполнительного органа машины в единицу времени при рабочем режиме, об мин.;
,Гц
Допустимая собственная частота колебаний виброизолирован¬ной системы f0 , Гц рассчитывается как:
, Гц
Необходимая общая жесткость всех амортизаторов виброизолирующей системы Ктр, м , находится по формуле:
, м
Обеспечиваемая эффективность виброизоляции , нахо¬дится как
,
Требования к виброзащите будут выполняться, если выполняется следующее условие:
Т. к. , то требования к виброзащите выполняются.
Расчет резиновых виброизоляторов.
Площадь поперечного сечения всех резиновых виброизоляторов рассчитывается по формуле:
, м2
g = 9,8 - ускорение свободного падения.
- допустимые значения статического натяжения для резины, м .
Рабочая высота резиновых изоляторов Нр, м определяется по формуле:
, м
где Един - динамический модуль упругости резины, м
Полная высота резиновых изоляторов Нп, м
, м
где Ф - характерный размер поперечного сечения изоляторов, м
Характерный размер поперечного сечения изоляторов Ф, м определяется исходя из обеспечения условий устойчивости виброизолированной системы:
Нр Ф 8Нр
0,013 0,1 0,102
Площадь поперечного сечения каждого резинового изолятора F1, м2 определяется, исходя из выбранных раннее формул и раз¬меров:
для квадратных F1= Ф = 0,1 = 0,01
Количество резиновых изоляторов N, шт:
, шт.
По данному расчету видно, что условие обеспечивается. Выбранный изолятор марка резины Н-068 и его количество полностью удовлетворяет нашим требованиям.
5.5 Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайной ситуации
Экономика страны решает решающую роль в развитии. Объекты, на которых будут приняты меры по повышению устойчивости их работы, будут иметь меньшие повреждения в условиях чрезвычайной ситуации.
Согласно 17, с.172 необходимо знать и претворить в жизнь пути и способы повышения устойчивости функционирования объектов экономики.
По существу это должно достигаться путем усиления наиболее слабых элементов и участков объекта.
Основные мероприятия в решении задач повышения устойчивости работы промышленных объектов:
-защита рабочих и служащих от оружия массового поражения;
- повышение прочности и устойчивости важнейших элементов объектов совершенствование технологического процесса;
-повышение устойчивости материально-технического снабжения;
-повышение устойчивости управления объектом;
-разработка мероприятий по уменьшению вероятности возникновения вторичных факторов поражения и ущерба от них;
-подготовка к восстановлению производства после поражения объекта.
Разработка и осуществление мероприятий по повышению устойчивости работы объекта в большинстве случаев проводится в мирное время.
При решении задач повышения устойчивости работы объекта особое внимание обращается на обеспечение укрытия всех работающих людей в защитных сооружениях. В целях выполнения этой задачи разрабатывается план накопления и строительства необходимого количества защитных сооружений, которым предусматривается укрытие рабочих и служащих в быстровозводимых убежищах в случае недостатка убежищ, отвечающих современным требованиям. При организации работ по строительству быстровозводимых убежищ в условиях угрозы нападения противника используют имеющиеся на объекте строительные материалы.
Усиление прочности зданий, сооружений, оборудования и их конструкций связано с большими затратами. Поэтому повышение прочностных характеристик целесообразно в том случае, если:
-отдельные особо важные производственные здания и сооружения значительно слабее других и их прочность целесообразно довести до общепринятого для данного предприятия предела устойчивости;
-необходимо сохранить некоторые важные участки (цеха), которые могут самостоятельно функционировать при выходе из строя остальных и обеспечат выпуск особо ценной продукции.
При реконструкции существующих промышленных сооружений, так же как и при строительстве новых, следует применять облегченные междуэтажные перекрытия и лестничные марши, усиления их креплений к балкам; применять легкие, огнестойкие кровельные материалы. Обрушение этих конструкций и материалов принесет меньший вред оборудованию, чем тяжелые железобетонные перекрытия, кровельные и другие конструкции.
При угрозе нападения противника в наиболее ответственных сооружениях могут вводиться дополнительные опоры для уменьшения пролетов, усиливаться наиболее слабые узлы и отдельные элементы несущих конструкций.
При наводнении – перед эвакуацией необходимо отключить газ, воду, электричество, потушить горящие печи, перенести на верхние этажи зданий (чердаки) ценные вещи и предметы, закрыть окна и двери первых этажей и обить их досками. При получении предупреждения об эвакуации необходимо собрать необходимые документы, деньги и ценности, медицинскую аптечку, комплект одежды по сезону, запас продуктов на несколько дней и прибыть на сборный пункт отправки в безопасный район.
При внезапном наводнении необходимо: как можно быстрее занять ближайшее возвышенное место и быть готовым к эвакуации по воде плавсредствами или пешим порядком вброд; не терять самообладание, не поддаваться панике, принять меры, позволяющие спасателям обнаружить людей (в светлое время это достигается вывешиванием на высоком месте белого или цветного полотнища, а в ночное – подачей световых сигналов); до прибытия помощи оставаться на верхних этажах, крышах, деревьях и других возвышающихся местах. Для самоэвакуации можно использовать лодки, катера, плоты из бревен и других подручных средств.
После спада воды следует остерегаться порванных и провисших проводов, категорически запрещается использовать продукты питания, попавшие в воду и употреблять воду без санитарной проверки. Перед входом в жилище после наводнения необходимо соблюдать меры предосторожности: предварительно открыть окна и двери для проветривания, не включать освещение и электроприборы до проверки исправности электрических сетей, не пользоваться открытым огнем.
Основное направление борьбы с наводнениями состоит в уменьшении максимального расхода воды в реках, путем перераспределения стока воды во времени с помощью водохранилищ, строительства дамб и отвода воды в русла других рек и водохранилища.
Повышение устойчивости технологического и станочного оборудования. Это достигается путем усиления наиболее слабых элементов оборудования, а также создания запасов этих элементов, узлов, деталей и инструментов для его восстановления. Большое значение имеет прочное закрепление на фундаментах станков, установок, имеющих большую высоту и малую площадь опоры.
Повышение устойчивости технологического процесса. Насыщение технологических линий средствами автоматики способствует совершенствованию процессов, но в то же время делает их более уязвимыми к воздействию поражающих факторов. Необходимое условие надежности технологического процесса – устойчивость системы управления и бесперебойное обеспечение всеми видами энергоснабжения. В случае выхода из строя автоматической системы управления предусматривается переход на ручное управление. Способами повышения устойчивости технологических процессов является: перевод производства в другие цеха, замена вышедших из строя образцов оборудования другими, замена сложных технологических процессов более простыми.
Повышение устойчивости систем энергоснабжения. Создаются дублирующие источники электроэнергии, газа, воды и пара путем прокладки нескольких подводящих коммуникаций и последующего их закольцовывания.
Управление производством должно быть непрерывным на всех этапах. Предусматривается разделение всего персонала объекта в период угрозы на две группы: работающая смена, находящаяся на территории объекта и смена, находящаяся в загородной зоне. Для обеспечения надежного управления деятельностью объекта в военное время в одном из убежищ оборудуется пункт управления.
Повышение устойчивости материально-технического снабжения объекта обеспечивается созданием запасов сырья, материалов, комплектующих изделий, оборудования и топлива. Места размещения материально-технических резервов следует выбирать с таким расчетом, чтобы они оказались не уничтоженными при возникновении чрезвычайной ситуации. В то же время их целесообразно располагать возможно ближе к объекту.
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1 Анализ условий труда на производстве
В результате проведенного анализ приведем некоторые факторы, влияющие на условий труда на производстве.
В производственном цехе имеются несколько источников освещения: естественное - боковое, осуществимое через световые проемы в наружных стенах; искусственное - является комбинированным, так как кроме общего освещения используется местное освещение, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. На рабочем месте уровень освещения является оптимальным 450 лк. Рабочие места имеют уровни и показатели освещенности, установленные действующими строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95.
Возможность поражением током в существующем производственном цехе очень велико, так как используется старое оборудование и велик износ проводки. Цех относится к категории особо опасных помещений.
Погрузочно-разгрузочные работы следует выполнять механизированным способом с помощью подъемно-транспортного оборудования и средств малой механизации. Механизированный способ погрузочно-разгрузочных работ является обязательным для грузов массой более 50 кг, а также при подъеме грузов на высоту более 3 м. Поднимать и перемещать грузы вручную необходимо при соблюдении норм, установленных действующим законодательством.
На предприятии в соответствии с ГОСТ 12.3.020-80 перемещение грузов массой более 20 кг в технологическом процессе производиться с помощью подъемно-транспортных устройств или средств механизации. Также механизировано перемеще¬ние грузов в технологическом процессе на расстояние более 25 м.
Допустимая норма перемещения грузов вручную одним мужчиной - массой не более 50 кг на расстояние, не превышающее 25 м, и на высоту не выше 1,5 м.
Допустимая норма перемещения грузов вручную женщинами и подростками обоего пола указана в разделах «Охрана труда женщин» и «Охрана труда молодежи».
Погрузочно-разгрузочные работы выполняться под руководством ответственного лица, назначенного администрацией организации. При возникновении опасных моментов или обстоятельств ответственный за производство погрузочно-разгрузочных работ должен немедленно принять меры предосторожности, а если это невозможно, прекратить работу до устранения опасности. Ответственный за производство погрузочно-разгрузочных работ обязан проверить исправность грузоподъемных механизмов, такелажного и прочего погрузочно-разгрузочного инвентаря. Безопасность проведения погрузочно-разгрузочных работ соответствует требованиям ГОСТ 12.3.009-76 ССБТ.
В соответствии с количеством и пожаровзрывоопасными свойствами находящихся в помещении веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств- помещение относится к категории.
Пожарная опасность в цехе заключается в наличии разветвленной системы кабельных сетей и большого числа электрооборудования.
Основными причинами возгорания могут являться:
- неосторожность при курении или курении в не отведенных для этого местах;
- неосторожное обращение с огнем;
- неисправности электрооборудования;
- самовозгорание промасленной ветоши или других материалов;
- ремонт оборудования на ходу.
При возникновении пожара он может распространяться по отходам производства, по горючим отложениям на рабочих конструкциях, по вытяжной вентиляции.
Цех имеет огнестойкие перекрытия и колонны, стены здания цеха сложены из силикатного кирпича, который имеет критическую tокр = 700-900 оС и относится к группе несгораемых материалов.
По степени огнестойкости механический цех относится к зданиям I степени. В целях повышения огнестойкости стальных перекрытий и колонн рекомендуется произвести их обшивку кирпичом: часть металлических перекрытий рекомендуется покрыть краской типа ВПМ, которая в условиях обычной эксплуатации будет предохранять металл от коррозии, а при пожаре повысит предел огнестойкости конструкции.
В производственном цехе производятся токарные, фрезерные, сверлильные, расточные и шлифовальные операции, что приводит к образованию в воздухе дисперсных систем за счет выделения пыли, состоящей из твердых частиц обрабатываемого и инструментального материала, которая, систематически попадая, на слизистые оболочки работающего может вызвать раздражение или повреждение (например, глаз)
Шум является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов условий труда на производстве. Под влиянием интенсивного шума нарушаются функции не только слухового анализатора, но и центральной нервной, сердечно-сосудистой и других физиологических систем. Работа в условиях интенсивного шума приводит к снижению производительности труда, росту брака, увеличению вероятности получения производственных травм. Шум возникает вследствие упругих колебаний как машин в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возникновения этих колебаний - механические, аэродинамические, гидродинамические и электрические явления, определяемые конструкцией и характером работы машины, а также неточностями, допущенными при ее изготовлении и условиями эксплуатации.
Продолжительное воздействие производственного шума может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте. Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость).
На проектируемом участке присутствуют дополнительные источники шума. Для снижения шума, возникающего в цехе, при использовании производственного оборудования, предусмотрено: массивный бетонный фундамент, шумопоглащающие лаки, применение звукоизолирующих кожухов и акустических экранов на оборудовании, являющимся источниками повышенного уровня шума.
После применения всех вышеперечисленных мер уровень шума на рабочем месте не превышает 80 Дб.
5.2 Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда
Так как в проектном варианте используется современное оборудование со степенью защищенности IP 23 по ГОСТ 14254-80, предлагается только замена старой электропроводки.
Для снижения воздействия вредных веществ необходимо выполнять меры предосторожности:
- Избегать образования и вдыхания пыли;
- Всегда использовать вытяжную вентиляцию, которая снижает содержание вредных элементов до нормы;
- Использовать респираторы, если вентиляция невозможна или недостаточна;
- При необходимости следует надевать защитные очки;
- Носить специальную защитную одежду и перчатки.
Предлагается применение местной искусственной вентиляции и оснащение станков защитными кожухами, для ограждения зоны обработки.
Основным источником шума является точка контакта заготовки и режущего инструмента в процессе обработки, предлагается снизить уровень шума за счет нанесения звукоизолирующего материала. Проведенный анализ показывает, что для данных условий лучше всего подходит «ВИНИПОР».
Состояние микроклимата в помещении цеха
Таблица 5.1 - Оптимальные нормы микроклимата для помещения цеха
Период года Категория работ Температура воздуха,С Температура поверхностей, С Относительная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с
Холодный IIб 17-19 16-20 60-40 0,2
Теплый IIб 19-21 18-22 60-40 0,2
Таблица 5.2 - Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах
Период года Катего¬рия работ Температура воздуха,С Температура поверхностей, С Относительная влаж-ность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с
Диапазон ниже оптималь¬ных величин Диапазон выше оптималь¬ных величин
Для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более Для диапазона темпера-тур воздуха выше оптималь¬ных величин, не более
Холодный IIб 15-16,9 19,1-22 14-23 15-75 0,2 0,4
Теплый IIб 16-18,9 21,1-27 15-28 15-75 0,2 0,5
Приведем перечень выделяющихся в промышленную атмосферу вредных веществ.
Таблица 5.3 - Вредные вещества.
Наименование вещества Класс опасности Пути проникновения в организм ПДК в воздухе Общий характер воздействия
Рабочей зоны, мг/м3 Атмосфер-ном, г/м3
Чугун (пыль) 4 Органы дыхания 6 - Фиброген-ное
Легированные стали (пыль) 4 То же 6 - -
Алюминий и его сплавы 4 То же 2 - -
Масла минеральные 4 Органы дыхания и кожа 5 - Раздра-жающее, токси-ческое
Оксид углерода 4 Органы дыхания 20 5 м. р., 3 с. с. токсическое
5.3 Анализ безопасности электроустановок
Анализ безопасности электроустановок сводится к определению величины электрического тока, проходящего через тело человека, оказавшегося под воздействием напряжения прикосновения, которое определяется между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Поражение человека возможно в результате прикосновения либо непосредственно к токоведущим частям, либо к нетоковедущим металлическим конструкциям электороустановок, оказавшимся под напряжением.
И если к токоведущим частям возможны однополюсные и двухполюсные прикосновения, то к нетоковедущим, как правило однополюсные.
Именно однополюсные прикосновения представляют наибольший интерес, так как являются причиной 80% случаев поражения электрическим током. Это объясняется тем, что наиболее вероятно прикосновение к нетоковедущим частям (корпуса оборудования, ограждения , конструкции). В нормальном режиме работы электроустановок это не представляет опасности, однако при повреждении изоляции или других неисправностях происходит замыкание фазы на корпус (землю) – т.е. случайное электрическое соединение токоведущих частей непосредственно с землей или токоведущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли.
Оборудование оказывается под напряжением относительно земли, т.е. точки земли, находящиеся вне зоны тока замыкания на землю. А человек, находящийся в контакте с этим оборудованием, оказывается под напряжением прикосновения, которое вызывает прохождение тока через тело человека.
5.4 Расчет средств электробезопасности
1. Определяем нормативное значение сопротивления заземления: 10 Ом.
2. Естественные заземлители отсутствуют.
3. Выбираем конструкцию искусственного заземлителя: вертикальные стержни, расположенные по замкнутому контуру, объединенные в единую систему горизонтальной полосой прямоугольного сечения.
4. Определим необходимую величину сопротивления растеканию тока искусственного заземлителя по формуле:
, (7.1)
где
- сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом;
- нормативная величина сопротивления заземления, Ом;
Ом
5. Определим сопротивление растеканию тока единичного стержневого электрода по формуле:
Рис. 4.1. Вертикальный электрод
, (7.2)
где
- удельное сопротивление грунта в месте заложения заземлителя,
Ом*м;
- коэффициент сезонности, учитывающий удельное сопротивление грунта, в зависимости от времени года;
l – длина заземлителя, м;
d – диаметр заземлителя, м;
Н – глубина заложения центра заземлителя от поверхности земли, м.
Ом
6. Определим предварительное ориентировочное количество стержней электродов:
, (7.3)
7. Расстояние между электродами a=10 м;
8. Сопротивление растеканию тока горизонтальной соединительной полосы длинной м
, (7.4)
подставим значения в формулу (7.4):
Ом;
9. Определим сопротивление растекания группового искусственного заземлителя:
, (7.5)
Ом;
10. Определим общее сопротивление растеканию тока системы заземления:
, (7.6)
Ом
11. Проверим условие:
, (7.7)
- условие выполняется.
Вибрация, воздействующая на человека в цехе на рабочем месте, является третьей категории – технологическая, передающаяся через фундаменты и основания на операторов стационарно установленных машин. Тип вибрации 3а. Присутствует действие на человека шума не превышающего допустимый уровень шума 80дБА.
Таблица - Санитарные нормы вибрационной нагрузки.
Вид вибрации Категория вибрации Нормативные, корректированные по частоте и эквивалентные корректированные значения
виброускорения виброскорости
м•с-2 дБ м•с-1•10-2 дБ
Общая 3а X0,Y0,Z0 0,1 100 0,2 92
Расчёт средств виброзащиты
Общие сведения о вибрации
Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования.
Основные параметры вибрации: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания.
В производственных условиях почти не встречается вибрации в виде простых гармонических колебаний. При работе машин и оборудования обычно возникает сложное колебательное движение, которое является апериодическим, имеющим импульсный или толчкообразный характер.
Классификация вибраций, воздействующих на человека.
Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:
- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
- локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации.
В производственных условиях нередко имеет место сочетание действий местной и общей вибрации.
По источнику возникновения вибраций различают:
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
- общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве).
Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:
а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;
б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.
По частотному составу вибрации выделяют:
- низкочастотные вибрации (1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц - для локальных вибраций);
- среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5-63 Гц - для локальных вибраций);
- высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц - для локальных вибраций).
По временным характеристикам вибрации выделяют:
- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов) каждый длительностью менее 1 с.
Воздействие вибрации на организм человека.
Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») – 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, улучшать функциональное состояние ЦНС, ускорять заживление ран и т.п., но при увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни.
Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата. При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций с высоким уровнем виброскорости приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности, расстройство зрения, онемение и отечность пальцев рук, заболевание суставов, снижение чувствительности.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры производственных вибраций, являются:
Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих № 3041-84 и Санитарные нормы вибрации рабочих мест № 3044-84.
В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по правилам безопасности и прошедшие медицинский осмотр.
Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 160С при влажности 40-60%. Если создание подобных условий невозможно (работа на открытом воздухе, подземные работы и т.д.), то для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не менее 220С.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:
- уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);
- средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.
В комплексе мероприятий важная роль отводится разработке и внедрению научно обоснованных режимов труда и отдыха. Например, суммарное время контакта с вибрацией не должно превышать 2/3 продолжительности рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентируемых перерыва для активного отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: рукавицы или перчатки (ГОСТ 12.4.002-74. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования ); спецобувь (ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная ).
На предприятиях с участием санэпиднадзора медицинских учреждений, служб охраны труда должен быть разработан конкретный комплекс медико-биологических профилактических мероприятий с учетом характера воздействующей вибрации и сопутствующих факторов производственной среды.
В промышленности в связи новыми технологиями изготовления деталей, ростом мощности оборудования и его быстроходности широкое применение получили машины и оборудование, создающие вибрации, неблагоприятно воздействующие на человека. Вибрация может быть вызвана множеством причин: неуравновешенными силовыми воздействиями, неоднородностью материала вращающегося тела, несовпадением осей вращения с осью массы тела.
Основными параметрами вибраций, происходящих по синусоидальному закону, является амплитуда виброперемещений. Различают общую и локальные вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. В ряде случаев рабочий может подвергаться и общей и локальной вибрации одновременно.
Существует несколько способов борьбы с вибрацией:
отстройка от режимов резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющихся систем;
снижение вибрации в источнике – исключением резонансных режимов работы оборудования;
виброгашение;
виброизоляция – дорогостоящий метод;
вибродемпфирование;
индивидуальные средства защиты (спец. рукавицы, обувь и др.).
Расчет виброизоляции на рабочем месте
В цехе – общая вибрация 3-й категории типа а, т.е. при работе на металлорежущих станках.
Среднегеометрическая частота активной полосы – 50 ГЦ.
Фактический уровень виброскорости составляет 103 дБ на частоте , при нормальном уровне виброскорости дБ.
Т. к. , то необходима виброзащита данного рабочего места.
Требуемая масса виброизолируемого объекта Мтр, кг рассчитывает¬ся по формуле:
, кг.
где Мдин - масса движущихся частей виброизолирующей машины, кг;
Адоп - допустимое значение амплитуды смещения основания виброи-золируемого объекта, м;
- эксцентриситет движущихся частей, величина которого зависят от вида движения, в нашем случае = 0, 2 м;
В нашем случае Мст = 60000 кг > Мтр = 6723 кг, это значит, что в данном случае не требуется увеличение массы станка.
Частота возмущающих колебаний виброизолированной системы в Герцах находится по формуле:
где п - частота вращения исполнительного органа машины в единицу времени при рабочем режиме, об мин.;
,Гц
Допустимая собственная частота колебаний виброизолирован¬ной системы f0 , Гц рассчитывается как:
, Гц
Необходимая общая жесткость всех амортизаторов виброизолирующей системы Ктр, м , находится по формуле:
, м
Обеспечиваемая эффективность виброизоляции , нахо¬дится как
,
Требования к виброзащите будут выполняться, если выполняется следующее условие:
Т. к. , то требования к виброзащите выполняются.
Расчет резиновых виброизоляторов.
Площадь поперечного сечения всех резиновых виброизоляторов рассчитывается по формуле:
, м2
g = 9,8 - ускорение свободного падения.
- допустимые значения статического натяжения для резины, м .
Рабочая высота резиновых изоляторов Нр, м определяется по формуле:
, м
где Един - динамический модуль упругости резины, м
Полная высота резиновых изоляторов Нп, м
, м
где Ф - характерный размер поперечного сечения изоляторов, м
Характерный размер поперечного сечения изоляторов Ф, м определяется исходя из обеспечения условий устойчивости виброизолированной системы:
Нр Ф 8Нр
0,013 0,1 0,102
Площадь поперечного сечения каждого резинового изолятора F1, м2 определяется, исходя из выбранных раннее формул и раз¬меров:
для квадратных F1= Ф = 0,1 = 0,01
Количество резиновых изоляторов N, шт:
, шт.
По данному расчету видно, что условие обеспечивается. Выбранный изолятор марка резины Н-068 и его количество полностью удовлетворяет нашим требованиям.
5.5 Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайной ситуации
Экономика страны решает решающую роль в развитии. Объекты, на которых будут приняты меры по повышению устойчивости их работы, будут иметь меньшие повреждения в условиях чрезвычайной ситуации.
Согласно 17, с.172 необходимо знать и претворить в жизнь пути и способы повышения устойчивости функционирования объектов экономики.
По существу это должно достигаться путем усиления наиболее слабых элементов и участков объекта.
Основные мероприятия в решении задач повышения устойчивости работы промышленных объектов:
-защита рабочих и служащих от оружия массового поражения;
- повышение прочности и устойчивости важнейших элементов объектов совершенствование технологического процесса;
-повышение устойчивости материально-технического снабжения;
-повышение устойчивости управления объектом;
-разработка мероприятий по уменьшению вероятности возникновения вторичных факторов поражения и ущерба от них;
-подготовка к восстановлению производства после поражения объекта.
Разработка и осуществление мероприятий по повышению устойчивости работы объекта в большинстве случаев проводится в мирное время.
При решении задач повышения устойчивости работы объекта особое внимание обращается на обеспечение укрытия всех работающих людей в защитных сооружениях. В целях выполнения этой задачи разрабатывается план накопления и строительства необходимого количества защитных сооружений, которым предусматривается укрытие рабочих и служащих в быстровозводимых убежищах в случае недостатка убежищ, отвечающих современным требованиям. При организации работ по строительству быстровозводимых убежищ в условиях угрозы нападения противника используют имеющиеся на объекте строительные материалы.
Усиление прочности зданий, сооружений, оборудования и их конструкций связано с большими затратами. Поэтому повышение прочностных характеристик целесообразно в том случае, если:
-отдельные особо важные производственные здания и сооружения значительно слабее других и их прочность целесообразно довести до общепринятого для данного предприятия предела устойчивости;
-необходимо сохранить некоторые важные участки (цеха), которые могут самостоятельно функционировать при выходе из строя остальных и обеспечат выпуск особо ценной продукции.
При реконструкции существующих промышленных сооружений, так же как и при строительстве новых, следует применять облегченные междуэтажные перекрытия и лестничные марши, усиления их креплений к балкам; применять легкие, огнестойкие кровельные материалы. Обрушение этих конструкций и материалов принесет меньший вред оборудованию, чем тяжелые железобетонные перекрытия, кровельные и другие конструкции.
При угрозе нападения противника в наиболее ответственных сооружениях могут вводиться дополнительные опоры для уменьшения пролетов, усиливаться наиболее слабые узлы и отдельные элементы несущих конструкций.
При наводнении – перед эвакуацией необходимо отключить газ, воду, электричество, потушить горящие печи, перенести на верхние этажи зданий (чердаки) ценные вещи и предметы, закрыть окна и двери первых этажей и обить их досками. При получении предупреждения об эвакуации необходимо собрать необходимые документы, деньги и ценности, медицинскую аптечку, комплект одежды по сезону, запас продуктов на несколько дней и прибыть на сборный пункт отправки в безопасный район.
При внезапном наводнении необходимо: как можно быстрее занять ближайшее возвышенное место и быть готовым к эвакуации по воде плавсредствами или пешим порядком вброд; не терять самообладание, не поддаваться панике, принять меры, позволяющие спасателям обнаружить людей (в светлое время это достигается вывешиванием на высоком месте белого или цветного полотнища, а в ночное – подачей световых сигналов); до прибытия помощи оставаться на верхних этажах, крышах, деревьях и других возвышающихся местах. Для самоэвакуации можно использовать лодки, катера, плоты из бревен и других подручных средств.
После спада воды следует остерегаться порванных и провисших проводов, категорически запрещается использовать продукты питания, попавшие в воду и употреблять воду без санитарной проверки. Перед входом в жилище после наводнения необходимо соблюдать меры предосторожности: предварительно открыть окна и двери для проветривания, не включать освещение и электроприборы до проверки исправности электрических сетей, не пользоваться открытым огнем.
Основное направление борьбы с наводнениями состоит в уменьшении максимального расхода воды в реках, путем перераспределения стока воды во времени с помощью водохранилищ, строительства дамб и отвода воды в русла других рек и водохранилища.
Повышение устойчивости технологического и станочного оборудования. Это достигается путем усиления наиболее слабых элементов оборудования, а также создания запасов этих элементов, узлов, деталей и инструментов для его восстановления. Большое значение имеет прочное закрепление на фундаментах станков, установок, имеющих большую высоту и малую площадь опоры.
Повышение устойчивости технологического процесса. Насыщение технологических линий средствами автоматики способствует совершенствованию процессов, но в то же время делает их более уязвимыми к воздействию поражающих факторов. Необходимое условие надежности технологического процесса – устойчивость системы управления и бесперебойное обеспечение всеми видами энергоснабжения. В случае выхода из строя автоматической системы управления предусматривается переход на ручное управление. Способами повышения устойчивости технологических процессов является: перевод производства в другие цеха, замена вышедших из строя образцов оборудования другими, замена сложных технологических процессов более простыми.
Повышение устойчивости систем энергоснабжения. Создаются дублирующие источники электроэнергии, газа, воды и пара путем прокладки нескольких подводящих коммуникаций и последующего их закольцовывания.
Управление производством должно быть непрерывным на всех этапах. Предусматривается разделение всего персонала объекта в период угрозы на две группы: работающая смена, находящаяся на территории объекта и смена, находящаяся в загородной зоне. Для обеспечения надежного управления деятельностью объекта в военное время в одном из убежищ оборудуется пункт управления.
Повышение устойчивости материально-технического снабжения объекта обеспечивается созданием запасов сырья, материалов, комплектующих изделий, оборудования и топлива. Места размещения материально-технических резервов следует выбирать с таким расчетом, чтобы они оказались не уничтоженными при возникновении чрезвычайной ситуации. В то же время их целесообразно располагать возможно ближе к объекту.
суббота, 27 января 2018 г.
Расчет гидроцилиндра зажима инструмента в патроне
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9278
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9277
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне.
6.1 Описание конструкции механизма
Рисунок 35 – Конец шпинделя с инструментальной оправкой
На рисунке 35 изображена конструкция конца шпинделя с механизмом зажима оправки на основе кулачков. Момент от шпинделя 3 передается шпонками 5. При разжиме оправка 6, происходит движение штока 1 влево, кулачки 2 сдвигаются и втулка 3 выталкивает оправку.
В качестве механизированного привода зажима используется гидроцилиндр одностороннего действия. Зажим осуществляется при помощи комплекта тарельчатых пружин. Разжим происходит при выдвижении штока гидроцилиндра.
6.2 Определение усилия зажима инструмента.
Конструкция хвостовиков выполнена таким образом, чтобы обеспечить высокое усилие зажима по плоскости прилегания, после чего конус, благодаря деформации, займет свое место.
Усилие зажима распределяется следующим образом: 80 % на прижим по плоскости, - 20 % - на конус, поэтому именно усилие зажима по плоскости прилегания определяет нагрузочную способность хвостовика и жесткость его крепления.
По ГОСТ 51547-2000 определяем усилие зажима для оправки HSK №80 – 18 000 H.
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин
Выбор комплекта тарельчатых пружин:
Рисунок 36 - Тарельчатая пружина
Подбираем материал пружин Сталь 60С2А ГОСТ 14959-69 σ_Т=1400H/〖мм〗^2 ;
σ_В=1600H/〖мм〗^2 .
Определяем необходимую толщину стенки пружины
S=0,0284√(F_0.65 );
Поскольку нагрузку можно считать статической, то F=18 000 H принимается соответствующей прогибу, равному 0,8f. Тогда нагрузка при прогибе 0,65f приблизительно будет равно:
F_0.65=0.65/0.8 F_0.8=0.65/0.8 18000=14625 H;
Тогда толщина S=0,0284√14625=3,425 мм. Принимаем S=3 мм.
По ГОСТ 3057-90 определяем основные размеры пружины.
D=50 мм, d=25 мм
Таблица 6 Параметры и размеры тарельчатых пружин
Расчёт выполняем по [4, стр 118-123]
Пружины выбираются из условия:c= D/d=50/25=2. Условие с= D/d=1,8…2,4 выполняется
m=d/S=25/3=8,3. Условие m=d/S=8…11 выполняется.
ᵠ=0,093 (рис. 63) ;
Высота внутреннего конуса f=0,5ᵠ(D-d)=0,5*0,093(50-25)=1,1625 мм. Принимаем f=1,0;
Уточнённое значение угла подъёма:
ᵠ=2f(D-d)=2*1(50-25)=0,095 рад;
Усилие пружины при прогибе:
F_0.8=ɣ*2,8*〖10〗^5*(S^2 ᵠlnC)/m(c-1) =0,8*2,8〖*10〗^5*(〖3,2〗^2*0,095*ln2)/8.3(2-1) =20200 H
Необходимый относительный прогиб:
ɣn= ɣ F/F_0.8 =0,818000/20200=0,712
Определяем напряжение по формуле:
σ=- ɣn*ᵠE[ᵠ(1-0.5 ɣn)((c-1)/lnc-1)-1/m]=-0,712*0,095*2,08*〖10〗^5*[0,095(1-0,5*0,712)((2-1)/ln2-1)-1/8.3]=1314 H/〖мм〗^2;
Необходимое количество пружин:
n=h/(f(ɣ_П-ɣ_1))
h – Рабочий ход пружин; h=5 мм
n=5/(1(0,712-0,3))=12,136 штук
Округляем до целого числа n=12 штук
Масса комплекта пружин:
Q=π/4 (D^2-d^2 )s*p*n=3.14/4 (〖50〗^2-〖25〗^2 )3*7.8*〖10〗^(-3)*12=413.303 грамм;
Для зажима оправки HSK №80 нужен комплект из 12 пружин с размерами HCDxdxSxfxh0=HCx50x25x3,0x1,0x12
6.4 Расчет гидроцилиндра
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Рисунок 37 - Расчетная схема гидроцилиндра
Определим общее усилие по формуле :
Pu=Pu1
где Pu - общее усилие;
Pu1- усилие, создаваемое тарельчатыми пружинами (20200 Н);
Общее усилие:
Pu=Pu1=20200 H.
Для сжатия пакета тарельчатых пружин необходима сила на 30% больше общего усилия, т.е.:
〖Pu〗_(расч.)=1,3∙Pu=1,3∙20200 =26260 H.
Диаметр поршня гидроцилиндра:
=2√(26260/(3,14*6,3*0,85)=) 68 мм,
где ∆p - перепад давления рабочей жидкости (6,3 МПа);
- КПД гидропривода.
Рабочее давление а гидроцилиндре:
P=(4*P_u)/(π*D^2*η)=(4*26260)/(3.14*〖68〗^2*0.9)=9,131 МПа
Принимаем диаметр поршня гидроцилиндра D=63 мм, диаметр штока d=32 мм.
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне.
6.1 Описание конструкции механизма
Рисунок 35 – Конец шпинделя с инструментальной оправкой
На рисунке 35 изображена конструкция конца шпинделя с механизмом зажима оправки на основе кулачков. Момент от шпинделя 3 передается шпонками 5. При разжиме оправка 6, происходит движение штока 1 влево, кулачки 2 сдвигаются и втулка 3 выталкивает оправку.
В качестве механизированного привода зажима используется гидроцилиндр одностороннего действия. Зажим осуществляется при помощи комплекта тарельчатых пружин. Разжим происходит при выдвижении штока гидроцилиндра.
6.2 Определение усилия зажима инструмента.
Конструкция хвостовиков выполнена таким образом, чтобы обеспечить высокое усилие зажима по плоскости прилегания, после чего конус, благодаря деформации, займет свое место.
Усилие зажима распределяется следующим образом: 80 % на прижим по плоскости, - 20 % - на конус, поэтому именно усилие зажима по плоскости прилегания определяет нагрузочную способность хвостовика и жесткость его крепления.
По ГОСТ 51547-2000 определяем усилие зажима для оправки HSK №80 – 18 000 H.
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин
Выбор комплекта тарельчатых пружин:
Рисунок 36 - Тарельчатая пружина
Подбираем материал пружин Сталь 60С2А ГОСТ 14959-69 σ_Т=1400H/〖мм〗^2 ;
σ_В=1600H/〖мм〗^2 .
Определяем необходимую толщину стенки пружины
S=0,0284√(F_0.65 );
Поскольку нагрузку можно считать статической, то F=18 000 H принимается соответствующей прогибу, равному 0,8f. Тогда нагрузка при прогибе 0,65f приблизительно будет равно:
F_0.65=0.65/0.8 F_0.8=0.65/0.8 18000=14625 H;
Тогда толщина S=0,0284√14625=3,425 мм. Принимаем S=3 мм.
По ГОСТ 3057-90 определяем основные размеры пружины.
D=50 мм, d=25 мм
Таблица 6 Параметры и размеры тарельчатых пружин
Расчёт выполняем по [4, стр 118-123]
Пружины выбираются из условия:c= D/d=50/25=2. Условие с= D/d=1,8…2,4 выполняется
m=d/S=25/3=8,3. Условие m=d/S=8…11 выполняется.
ᵠ=0,093 (рис. 63) ;
Высота внутреннего конуса f=0,5ᵠ(D-d)=0,5*0,093(50-25)=1,1625 мм. Принимаем f=1,0;
Уточнённое значение угла подъёма:
ᵠ=2f(D-d)=2*1(50-25)=0,095 рад;
Усилие пружины при прогибе:
F_0.8=ɣ*2,8*〖10〗^5*(S^2 ᵠlnC)/m(c-1) =0,8*2,8〖*10〗^5*(〖3,2〗^2*0,095*ln2)/8.3(2-1) =20200 H
Необходимый относительный прогиб:
ɣn= ɣ F/F_0.8 =0,818000/20200=0,712
Определяем напряжение по формуле:
σ=- ɣn*ᵠE[ᵠ(1-0.5 ɣn)((c-1)/lnc-1)-1/m]=-0,712*0,095*2,08*〖10〗^5*[0,095(1-0,5*0,712)((2-1)/ln2-1)-1/8.3]=1314 H/〖мм〗^2;
Необходимое количество пружин:
n=h/(f(ɣ_П-ɣ_1))
h – Рабочий ход пружин; h=5 мм
n=5/(1(0,712-0,3))=12,136 штук
Округляем до целого числа n=12 штук
Масса комплекта пружин:
Q=π/4 (D^2-d^2 )s*p*n=3.14/4 (〖50〗^2-〖25〗^2 )3*7.8*〖10〗^(-3)*12=413.303 грамм;
Для зажима оправки HSK №80 нужен комплект из 12 пружин с размерами HCDxdxSxfxh0=HCx50x25x3,0x1,0x12
6.4 Расчет гидроцилиндра
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Рисунок 37 - Расчетная схема гидроцилиндра
Определим общее усилие по формуле :
Pu=Pu1
где Pu - общее усилие;
Pu1- усилие, создаваемое тарельчатыми пружинами (20200 Н);
Общее усилие:
Pu=Pu1=20200 H.
Для сжатия пакета тарельчатых пружин необходима сила на 30% больше общего усилия, т.е.:
〖Pu〗_(расч.)=1,3∙Pu=1,3∙20200 =26260 H.
Диаметр поршня гидроцилиндра:
=2√(26260/(3,14*6,3*0,85)=) 68 мм,
где ∆p - перепад давления рабочей жидкости (6,3 МПа);
- КПД гидропривода.
Рабочее давление а гидроцилиндре:
P=(4*P_u)/(π*D^2*η)=(4*26260)/(3.14*〖68〗^2*0.9)=9,131 МПа
Принимаем диаметр поршня гидроцилиндра D=63 мм, диаметр штока d=32 мм.
Проектирование мотор-шпинделя
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9276
Шпиндельные узлы с двумя радиально-упорными подшипниками в передней опоре. Эта опора компонуется по схеме тандем-X и воспринимает осевую нагрузку в трех направлении. Шпиндельные узлы не различаются конструкцией задней опоры.
В задней опоре установлены радиально-упорные подшипники аналогичные тем, что и в передней опоре, только меньшего диаметра, она также компонуется по схеме дуплекс-X, но нагрузка воспринимается в противоположную сторону .
Параметр быстроходности для таких шпинделей K=(4..6)105 мм•мин-1.
Шпиндельные узлы с двумя радиально-упорными подшипниками в передней опоре. Эта опора компонуется по схеме тандем-X и воспринимает осевую нагрузку в трех направлении. Шпиндельные узлы не различаются конструкцией задней опоры.
В задней опоре установлены радиально-упорные подшипники аналогичные тем, что и в передней опоре, только меньшего диаметра, она также компонуется по схеме дуплекс-X, но нагрузка воспринимается в противоположную сторону .
Параметр быстроходности для таких шпинделей K=(4..6)105 мм•мин-1.
Шпиндельный узел станка-гексапода и механизм зажима инструментальной оправки
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9275
Оглавление
Аннотация 3
Введение 4
1 Общие сведения о станке 5
1.1 Описание и схемы выполняемых на станке операций. 5
1.2. Конструктивные особенности станка 10
1.3. Извлечение из стандартов, регламентирующих размеры и показатели шпиндельного узла 17
2. Выбор электродвигателя 22
2.1. Расчёт режимов резания 22
2.2. Выбор электродвигателя 24
3. Кинематический расчёт привода 26
4 Проектный расчёт привода 26
5. Проектирование шпиндельного узла 27
5.1. Оценка параметров быстроходности шпиндельного узла 27
5.3. Выбор материала для шпинделя и технологии термической обработки 28
5.4. Обоснование способа смазывания и разработки системы смазывания. Определение конструктивных параметров уплотнений. 29
5.5 Обоснование показателей точности деталей, сопряженных с подшипниками 31
5.6. Расчет шпиндельного узла на жесткость 33
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента. 38
6.1 Описание конструкции механизма 38
6.2 Определение усилия зажима инструмента. 39
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин 39
6.4 Расчет гидроцилиндра 41
Литература 43
Оглавление
Аннотация 3
Введение 4
1 Общие сведения о станке 5
1.1 Описание и схемы выполняемых на станке операций. 5
1.2. Конструктивные особенности станка 10
1.3. Извлечение из стандартов, регламентирующих размеры и показатели шпиндельного узла 17
2. Выбор электродвигателя 22
2.1. Расчёт режимов резания 22
2.2. Выбор электродвигателя 24
3. Кинематический расчёт привода 26
4 Проектный расчёт привода 26
5. Проектирование шпиндельного узла 27
5.1. Оценка параметров быстроходности шпиндельного узла 27
5.3. Выбор материала для шпинделя и технологии термической обработки 28
5.4. Обоснование способа смазывания и разработки системы смазывания. Определение конструктивных параметров уплотнений. 29
5.5 Обоснование показателей точности деталей, сопряженных с подшипниками 31
5.6. Расчет шпиндельного узла на жесткость 33
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента. 38
6.1 Описание конструкции механизма 38
6.2 Определение усилия зажима инструмента. 39
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин 39
6.4 Расчет гидроцилиндра 41
Литература 43
Подписаться на:
Сообщения (Atom)