Модернизация поперечно–строгального станка с ходом ползуна 700 мм на базе модели 7307

Введение
Важнейшими условиями увеличения роста промышленной продукцииявляется развитие электрификации, комплексной механизации и автоматизации,внедрение новейшего высокопроизводительного оборудования и передовойтехнологии, широкая замена и модернизация устаревшего оборудования.
Осуществление этих задач в машиностроительной металлообрабатывающейпромышленности связанно в первую очередь с повышением производительностиосновного технологического оборудования – металлорежущих станков.
Работа над созданием и совершенствованием средств автоматизациидолжна развиваться в двух направлениях: создание средств автоматизациивыпускаемого и действующего в настоящее время оборудования с целью повышенияего эффективности; создание новых автоматизированных технологическихкомплексов, где увязаны вопросы повышения производительности, надежности,точности выполнения работ, а также уровня автоматизации операций с необходимойи экономически оправданной гибкостью для быстрой переналадки с целью адаптациик изменяющимся производственным условиям.
Для обеспечения повышения производительности труда в машиностроениибольшое значение имеет более полное использование действующего парка станков, впервую очередь за счет его модернизации и реконструкции.
Работами, проведенными в промышленности в последние годы, практическидоказана возможность значительного повышения эксплуатационных показателейдействующих станков путем несложной их переделки.
Однако подавляющая часть работ в области модернизации оборудованияпроводилась только в направлении повышения быстроходности и мощности. Вопросамимеханизации и автоматизации рабочего цикла станков уделялось мало внимания. Врезультате производительность станков повысилась недостаточно, значительновозрос удельный вес затрат времени на выполнение вспомогательных иподготовительно – заключительных работ. Основным направлением модернизациидействующего парка станков для обеспечения его наибольшей производительностидолжно явиться комплексное решение всех факторов, влияющих напроизводительность, и в первую очередь на повышении уровня автоматизации станков.


1.Обзор состояния вопроса и постановка задачи на дипломное проектирование
Развитие технического прогресса во всех областях науки и техникисвязано с повышением требований к точности обработки деталей машин при высокойпроизводительности технологического оборудования. Важно не только получитьвысокую начальную точность станка, но и сохранить её в течении длительногопериода эксплуатации. Надёжность станка как технологической системы (технологическаянадёжность) становится одной из основных характеристик его качества. Повышениетехнологической надёжности – одновременное повышение производительности иресурса работы станков, повышение их эффективности использования впроизводстве, так как при этом сокращается число подналадок станков,уменьшается объём контрольных измерений деталей, стабилизируется величинаприпуска, оставляемого на окончательные операции обработки.
С распространением идей кибернетики возник новый взгляд на станкикак на машины с неизбежными (естественными) погрешностями функционирования,потому что станок нельзя изолировать от среды, в которой он работает, отвлияния вредных процессов, протекающих при его работе (вибраций, силовых итепловых деформаций, износа, коробления деталей и т.д.). Основным направлениемповышения технологической надёжности станков является создание саморегулируемыхстанков, сохраняющих показатели точности обработки при воздействии окружающейсреды и указанных вредных процессов.
Степень воздействия факторов, влияющих на точность обработки,определяется особенностями конструкции станков, технологии и организациипроизводства, используемых при их эксплуатации. Как показывают исследования,погрешности, связанные с тепловыми деформациями, соизмеримы с допусками наизготовление деталей и с требованиями к точности перемещений рабочих узловстанков, а нередко значительно их превышают./>1.1Станкистрогальной группы, выпускаемые в РФ и других странах
Строгальныестанки служат для обработки разнообразных поверхностей инструментами спрямолинейным возвратно-поступательным главным движением относительнообрабатываемой детали и с подачей в направлении, перпендикулярном к направлениюглавного движения.
Поперечно-строгальныестанки предназначены для обработки деталей сравнительно небольших размеров иприменяются, главным образом, в ремонтных цехах, МТС и пр. По назначению станкиподразделяются на стационарные, переносные и специальные поперечно-строгальные;по роду привода: на станки с электромеханическим и гидравлическим приводом.
Особенностьюконструкции станков с гидроприводом (мод. 7А36, 7307, 7М36 и др.) являетсяповышение скорости резания, а станков с механическим приводом (мод. 7305,7305Т, 7Е35 и др.) – увеличение числа двойных ходов, введение механизмов дляоткидывания резца при обратном ходе, наличие ускоренных перемещений стола, какв горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, введение механизмов дляавтоматической подачи суппортов, ограничительных устройств и др.
Станкостроение как важнейшая отрасль машиностроения являетсяосновой развития промышленности России. Без современного технологического станкостроенияневозможно нормальное развитие экономики.
В настоящее время уровень российского станкостроения довольновысок. Российское станкостроение представлено несколькими фирмами. Среди них 4широко известных станкостроительных завода: Рязанский, Стерлитамакский,Нижегородский и Ивановский, также малоизвестный «Электросистема», 2сравнительно недавно созданных фирмы «Пумори» и «Микротехника». Как правило,наши станки, за исключением некоторых производства Стерлитамакского завода изавода «Электросистема», не оснащены УЧПУ и большинство из них не имеет индексаСЕ, т.е. не сертифицировано для европейского рынка. Однако это не мешаетпотенциальным заказчиками, в т.ч. из Европы, активно интересоваться условиямипродажи этих станков, несмотря на их довольно непрезентабельный внешний вид.
С началом реформ, когда резкоснизилась потребность в станкостроительной продукции производство станковстрогальной, долбежной группы снизилось, а производство некоторых – прекращено.Однако станки данной группы занимают значительную часть станочного парка цеха.В связи с этим на рынке кроме станков, производимых в настоящее время, значительнуючасть составляют станки устаревших моделей. Также предоставляются услуги помодернизации станков данной группы с целью улучшения технико-экономическихпоказателей.
На рынке можно заметитьбольшое количество станков производства ОАО «Тяж Станко Гидро-Пресс»(Новосибирск), производство которых ведется при наличии заказа. Среди них можновыделить следующие модели: продольно-строгальный с УЦИ 7Г2206Ф11, продольно-строгальный7Б220, продольно-строгальный с УЦИ 7Г225Ф11, продольно-строгальный НС-42, продольно-строгальный7240, продольно-строгальный двухстоечный 7228 (стол 2800х8000 мм), продольно-строгальныйдвухстоечный 7228МФ1, продольно-строгальный духстоечный 7228–12 (стол 2800х8000 мм),строгально-фрезерный с цифровой индикацией 7Г228ЖФ11, строгально-фрезерный сУЦИ 7Г225ЖФ11, продольно-строгальный двухстоечный 7228МФ1.
Продольно-строгальный станокмод. 7240предназначен для обработки методом строгания или фрезерования различныхповерхностей корпусных и базовых деталей, других изделий из чугуна, стали исплавов цветных металлов в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Станок продольно-строгальныйдухстоечный 7228–12 (стол 2800х8000 мм) предназначен для обработки методомстрогания или фрезерования различных поверхностей корпусных и базовых деталей,других изделий из чугуна, стали и сплавов цветных металлов в условияхединичного и мелкосерийного производства
/>
Рисунок 1 – Станокпродольно-строгальный 7240
ОАО «Оренбургский Станкозавод»реализует: поперечно-строгальные станки модели 7305ТД с ходомползуна 500 мм. и модели 7307ТД сходом ползуна 710 мм, поперечно-строгальный 7303, поперечно строгальный,7300, поперечно-строгальный, 7307Г.
Поперечно-строгальные станки модели 7305ТД с ходом ползуна 500 мм.и модели 7307ТД с ходом ползуна 710 мм, предназначены для обработки строганием как плоских, так ифасонных горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей, а также дляпрорезания пазов и канавок.
 При комплектовании долбежной головкой, круглым столом на станке, возможно,производить обработку поверхностей методом долбления.
Станки 7305ТД и 7307ТД являютсябазовой моделью и изготавливаются с основным прямоугольным столом, имеющим дверабочие поверхности вращения вокруг продольной оси, оснащен долбежной головкой,комплектом инструмента для обслуживания.
/>
Рисунок 2 – Поперечно-строгальные станкимодели 7305ТД с ходом ползуна 500 мм. и модели 7307ТД с ходом ползуна 710 мм
/>
Рисунок 3 – Комбинированныестрогально-долбежные станки моделей ОД61–5, ОД61–7

Комбинированные строгально-долбежныестанки моделей ОД61–5, ОД61–7предназначены для обработки методом строгания плоских и фасонных(горизонтальных, вертикальных и наклонных) поверхностей, прорезания пазов,канавок, а также обработки поверхностей методом долбления. Станки ОД61–5, ОД61–7 при выполнении строгальных работполностью соответствуют техническим требованиям базовых станков моделей 7305ТД, 7307ТД. Станки оснащены трехпозиционнымповоротным столом, позволяющим обрабатывать поверхности при выполнении обычныхстрогальных работ, поверхности с уклоном с использованием наклоняемого стола,шлицевые отверстия, шпоночные пазы, долбежные работы с использованием круглогостола и долбежной головки.
/>/>
Рисунок 4 – Трехпозиционныйстол
Трехпозиционный стол может перемещаться по трем координатам(вертикально, горизонтально, вокруг собственной оси для установления нужной позиции).
Поперечно-строгальный станокмодели 7Б35 предназначендля обработки методом строгания плоских и фасонных (горизонтальных, вертикальныхи наклонных) поверхностей, прорезания всевозможных пазов и канавок.
Наличие на станкемеханических подач стола, суппорта упоров на столе, автоматической откидкирезца при обратном ходе ползуна обеспечивает возможность многостаночногообслуживания.
Производство станка модели7Б35 прекращено, но ОАО «Оренбургский Станкозавод» оказывает услуги по егоремонту и реконструкции. При изготовлении станков с поворотным столом илигидрокопировальным устройством расширяются технико-экономические показатели.
/>
Рисунок 5 – Поперечно-строгальный станокмодели 7Б35
Рязанский станкостроительныйзавод, основанный в 1949 году, за пятьдесят с небольшим лет произвёл 125 тысячкомплектов станочного оборудования, в том числе свыше 20 тысяч токарных станковс ЧПУ и токарных обрабатывающих центров. Производимое оборудование применяетсяпочти на всех машиностроительных предприятиях России и стран СНГ. Завод такжеэкспортирует станки более чем в 75 стран дальнего зарубежья, включая Англию, Германию,Канаду, Италию, Францию, Австралию.

/>
Рисунок 6 – Станокстрогально-долбежный модели ГД200
Для улучшения техническиххарактеристик освоенных и вновь выпускаемых станков и оборудования на заводеведётся постоянная работа по их совершенствованию за счёт внедрения последнихдостижений отечественного и мирового станкостроения. Применяются прецизионные,высокоточные, высокожёсткие шпиндельные подшипники, термически упрочненные,надёжно защищённые точные направляющие, высокоточные шариковинтовые пары снадёжными смазочными и уплотняющими устройствами, используем современныйрежущий инструмент, современные электронные устройства для управления идиагностики, применяем новые передовые технологии, такие, как накатка,раскатка, ультрозвуковая обработка и др.
К числу станков строгальнойгруппы, изготавливаемых на заводе можно отнести строгально-долбежные станкимодели ГД200 и ГД500.

/>
Рисунок 7 – Станокстрогально-долбежный модели ГД500
Среди зарубежныхпроизводителей станков строгальной группы можно выделить Минскийстанкостроительный завод им. Октябрьской революции. Завод ведет производствостанков следующих моделей: универсальный продольный строгально-фрезерный 7212Г(стол 1120х4000 мм), универсальный продольный строгально-фрезерный 7Б212Г,продольно-строгальный одностоечный 7212 (стол 1120х4000 мм),продольно-строгальный одностоечный 7110 (стол 900x3000 мм), кромкострогальный7808, продольно-строгальный 7243 (стол 1400х4000 мм),продольно-строгальный двухстоечный 7210 (стол 900x3000 мм),продольно-строгальный МС7112, продольно-строгальный 7А216 (стол 1400х6000 мм),продольно-строгальный одностоечный М-7110 (стол 900x3000 мм)
Станки модели М-7110предназначены для обработки методом строгания или фрезерования различныхповерхностей корпусных и базовых деталей, других изделий из чугуна, стали исплавов цветных металлов в условиях единичного и мелкосерийного производства.

/>
Рисунок 8 – Станокпродольно-строгальный одностоечный модели М-7110 (стол 900x3000 мм)
Станок поперечно-строгальный модели 7212 предназначен для обработкиметодом строгания или фрезерования различных поверхностей корпусных и базовыхдеталей, других изделий из чугуна, стали и сплавов цветных металлов в условияхединичного и мелкосерийного производства.
/>
Рисунок 9 – Станок поперечно-строгальныймодели 7212/>/>
1.2 Пути и цели модернизации станков
Повышение производительности металлорежущих станков являетсяважной проблемой для заводов машиностроения. Производительность станков можетбыть повышена проведением ряда мероприятий.
В настоящее время усилия станкостроителей направлены на совершенствованиеузлов металлорежущих станков.
Область применения поперечно-строгальных станков может бытьрасширена за счет дополнительных устройств, из которых основными для станковданной группы являются: фрезерные, шлифовальные и копировальные устройства.Фрезерные и шлифовальные устройства позволяют переходить от строгания кфрезерованию или шлифованию без перестановки обрабатываемой детали, благодаря чемуотпадают потери времени и расходы, связанные с транспортировкой и установкойдетали. С помощью копировального устройства могут быть точно и рациональнообработаны сложные профильные поверхности. Мероприятия по расширениютехнологических возможностей станков в значительной степени относятся также и кобработке тяжелых деталей.
Во всем цикле механической обработки тяжелых деталей значительнуюдолю составляет вспомогательное время, потребное на установку, выверку, снятиеи транспортировку деталей. В связи с этим стремятся произвести обработку деталипри минимальном количестве ее перестановок.
В настоящее время существует два основных способа обработки тяжелыхдеталей, позволяющих сократить количество перестановок. Первый способзаключается в том, что изделие устанавливается на неподвижной плите иобрабатывается переносными станками (фрезерными, строгальными, сверлильными ит.д.).
По второму способу изделие, установленное на одном из тяжелыхстанков, подвергается обработке, не только свойственной данному станку, но идополнительной при помощи всевозможных устройств, расширяющих еготехнологические возможности.
В ряде случаев бывает целесообразно выполнять на строгальныхстанках фрезерные операции.
На станке сохраняются строгальные суппорты, и станок используетсякак комбинированный строгально-фрезерный станок. В зависимости от размерафрезерных головок и станка они могут устанавливаться либо в виде самостоятельногоузла непосредственно на поперечину взамен одного из строгальных суппортов, либона строгальные суппорты.
На поперечно-строгальных станках также можно осуществлять фрезерование.Для этой цели на ползуне взамен суппорта устанавливают фрезерную головку,которая может поворачиваться на 360о, что дает возможностьфрезеровать поверхности, расположенные под различными углами. Привод головкиосуществляется через пару конических зубчатых колес от шлицевого вала,проходящего внутри ползуна. Шкив вращается на самостоятельных подшипниках вкронштейне, укрепленном на стенке станины. Электродвигатель располагается внутристанины, вращение на шкив передается клиновыми ремнями.
Движение ползуна осуществляется с помощью реечной передачи и рядазубчатых колес, установленных взамен кулисы от реверсивного электродвигателя.
Переключение направления вращения электродвигателя происходит вкрайних положениях ползуна от конечных выключателей, управляемых упорами.
В момент реверса ползуна стол станка перемещается на величину,равную от 0,8 до 0,9 диаметра фрезы от отдельного электродвигателя, соединенногозубчатой передачей с винтом подачи стола.
На поперечно-строгальных станках также может осуществляться ишлифование. В этом случае шлифовальная головка может устанавливаться напередний торец ползуна взамен строгального суппорта, либо непосредственно врезцедержатель суппорта.
Обработку сложных профильных поверхностей на поперечно-строгальномстанке можно произвести, если установить копировальное устройство.
Например,американской фирмой «Рокфорд» было разработано гидравлическое копировальноеприспособление, применяемое на выпускаемых этой фирмой продольно- ипоперечно-строгальных станках. Агрегат сконструирован по методу копирования сшаблона при помощи трейсера, управляющего движениями инструмента. Приприменении этого устройства на продольно – и поперечно-строгальных станках управлениерезцов происходит непосредственно от гидравлики суппорта без вспомогательныхпередач винтами и зубчатыми колесами. Этим способом можно вести обработку фасонныхдеталей, имеющих как постоянное, так и переменное сечение по всейобрабатываемой длине.
Такжепоперечно-строгальные станки оснащаются специальными приспособлениями дляпротягивания и приспособлениями для прессовых работ.
Приспособлениедля выполнения прессовых (гибочных) работ устанавливается на стол станка изакрепляется болтами. Оно состоит из плиты, на которой закрепляется матрица срежущим ножом. Перед матрицей устанавливаются в зависимости от профиля иразмера заготовки сменная планка, а также направляющая втулка и упор.
Пуансонс ножом закрепляется в суппорте станка вместо откидной доски резцедержателя.
Заготовкаподается через направляющую втулку до упора. При движении ползуна с пуансономвперед заготовка изгибается и отрезается ножами.
Приобратном движении ползуна готовая деталь удаляется, и процесс повторяется.
В частности, предлагаются различные системы и методы смазки подшипников.Недостатки и дороговизну гидростатических и магнитных подшипников пытаютсяуменьшить путём создания гибридных конструкций. Так, фирма NTN (Япония) предложилакомбинацию аэростатического и магнитного подвеса, а фирма Okuma (Япония), используя этотшпиндель, получила высочайшее качество обработанной поверхности.
Базовые элементы конструкций станков всё чаще изготавливают изновых материалов. Всё большую популярность завоёвывает полимербетон, обладающийследующими преимуществами в сравнении с чугуном: прекрасными демпфирующимисвойствами; превосходной тепловой стабильностью, высокой химическойстабильностью, отсутствием необходимости в окраске, коротким цикломпроизводства, сокращением объёмов последующей обработки, возможностьюизготовления сложных форм из нескольких простых путём склейки. Необходимостьснижения массы подвижных узлов высокоскоростных станков требует применения идругих конструкционных материалов. В их числе керамика, алюминиевые сплавы,упрочнение углеродным волокном, пластмасса и др.
Упорная работа ведётся по расширению технологических возможностейстанка. Станок приспосабливают для выполнения более широкого круга работ впределах его основного технологического назначения или для выполнения ранее несвойственных ему работ.
Общие тенденции развития конструкций станков сводятся к созданиюмногооперационных станков вместо высокоскоростных, т. к. концентрацияразличных операции вместо простой интенсификации рабочего процесса даёт большийэффект повышения производительности.
/>Значениевысокоскоростной обработки и в особенности высокоскоростного фрезерованиязначительно возросло с появлением новых конструкций станков и инструментов,позволяющих снимать большой объем материала, что приводит к снижению времениобработки при одновременном повышении качества поверхности готовых деталей.

1.3 Постановка задачи на дипломное проектирование
Рассматривая приведенные выше доводы, становится ясно, что вопросмодернизации и реконструкции устаревшего парка металлообрабатывающих станковносит актуальный характер. Учитывая перечисленный объем номенклатуры новейшихизделий и отдельных узлов для металлообрабатывающих станков, направлениямодернизации оборудования могут быть очень разнообразны, и из этого разнообразиямы можем самостоятельно определить, какой вид реконструкции нам нужно провестидля повышения производительности и качества обработки оборудования.
Задачей этого дипломного проекта является реконструкцияпоперечно-строгального станка. За базу выбран поперечно-строгальный станокмодели 7307. Модернизация коробки скоростей позволит перейти от управлениястанком с рукояток, на электромагнитные муфты, с целью упрощения управлениястанком. Перерасчет передаточных отношений с целью расширения диапазона числадвойных ходов ползуна. Модернизация узла «ползуна» применение саморегулируемыйзазор, в соединении винт-гайка, что позволит увеличить срок службы механизма. Дляуменьшения инерционных нагрузок при возвратно-поступательном движении ползуна предусматриваетсяизменение кулисного механизма станка, что позволяет увеличить число двойныхходов за счет модернизации коробки скоростей. Модернизация узла суппорт,установка 4-х позиционной резцовой головки, это позволяет расширить технологическиевозможности станка. Так же предусматривается модернизация механизмапереключения скоростей с целью упрощения управления станком. Модернизациякоробки подач позволит снизить уровень шума, возникающий при работе станка. Всовокупности эти изменения должны повысить производительность и качествообработки изделий данной моделью металлообрабатывающего станка.

2. Описание базовой конструкции станка
2.1 Назначение и область применения станка
 
Поперечно-строгальный станок модели 7307 предназначен для обработкигоризонтальных, вертикальных и наклонных плоских и фасонных поверхностей снаибольшей длиной обработки 710 мм, а также для прорезания всевозможныхканавок и пазов. Станки могут применяться в механических цехахмашиностроительных заводов, в инструментальных и ремонтных цехах другихотраслей промышленности.
Наличие на станках механических подач, суппорта упоров на столе, автоматическойоткидки резца при обратном ходе ползуна обеспечивает возможностьмногостаночного обслуживания /1/.
При изготовлении станков с поворотным столом или гидрокопировальнымустройством расширяются эксплуатационные возможности станка в обработкеповерхностей со сложным прямым и криволинейным профилем при полном сохраненииуниверсальности станков
2.2 Основные данные станка
Габариты станка, мм:
длина…………………………………………………………………2980
ширина……………………………………………………………….1400
высота………………………………………………………………..1656
Ход ползуна, мм:
наименьший…………………………….………………………………20
наибольший…………………………….……………………………..720
Наибольшие размеры верхней рабочей поверхности стола, мм
длина……….………………………………………………………….560
ширина……………………………………………….……………….450
Наибольшая величина перестановки ползуна, мм…………………….410
Количество пазов рабочей поверхности стола……………………………3
Размеры пазов стола, мм:
расстояние между пазами……………………………………………100
ширина пазов…………………………………………………………..18
Наибольшая величина перемещения стола, мм:
в горизонтальном направлении………………………………………710
в вертикальном направлении……………….……………………….370
Число ступеней скорости перемещения ползуна…………………………8
Пределы чисел двойных ходов ползуна в минуту……………… 10,6 – 118
Число горизонтальных подач стола……………………………………..20
Пределы горизонтальных подач стола, мм/дв. ход………………… 0,2 – 4,0
Скорость ускоренного перемещения стола, м/мин:
в горизонтальном направлении……………………………………….…3,0
в вертикальном направлении……………………………………………. 0,6
Наибольшее усилие резания на ползуне, кН…………………….………12
Масса станка с электрооборудованием, кг……………………………3000
2.3 Описание основныхузлов станка
 
Станина
Станина представляет собой литой корпус коробчатой формы, укрепленнойна фундаментной плите, которая крепится болтами к фундаменту. Фундаментнаяплита служит резервуаром для масла. Прочность и жесткость станиныобеспечиваются наличием внутренних ребер. К верхней части станины прикрепленынаправляющие планки в форме «ласточкина хвоста». Одна из планок регулируетсявинтами (на боковой стенке станины), что обеспечивает плотность посадки внаправляющих /16/.
На передней стенке станины расположены направляющие вертикальногоперемещения поперечины. На боковых и задней стенках станины расположены окна,закрытые крышками, служащие для монтажа и осмотра механизмов, размещенных встанине.
Для отвода масла, стекающего с направляющих ползуна, на заднейстенке станины установлен лоток. Сзади на фундаментной плите установленкронштейн для крепления электродвигателя, а сбоку располагается гидроагрегат.
В фундаментной плите имеется резьбовая пробка для заливки и контроляуровня масла в станке, а также пробка для слива масла.
Коробка скоростей
Коробка скоростей имеет три вала, смонтированных на подшипникахкачения непосредственно в корпусе станины. Привод к коробке скоростейосуществляется от индивидуального электродвигателя при помощи клиноременной передачиведомому шкиву, который смонтирован на двух шариковых подшипниках. Подшипникинапрессованы на втулку, закрепленную на приводном валу.
Передача вращения и крутящего момента от приводного шкива напервый вал коробки скоростей осуществляется электромагнитной муфтой, управлениемуфтами осуществляется при помощи кнопок.
В электромагнитной муфте подвижные диски жестко связаны с зубчатымколесом, закрепленным на приводном шкиве винтами. Неподвижные диски жесткосвязаны со шлицами приводного вала. При нажатии кнопки ПУСК ПОЛЗУНА подвижныедиски входят в контакт с неподвижными, и вращение передается приводному валу. Вэто же время отключается тормозная электромагнитная муфта, закрепленная навалу. При нажатии кнопки СТОП ПОЛЗУНА электромагнитная муфта отключается ивключается тормозная электромагнитная муфта.
Приводной вал несет на себе два подвижных блока зубчатых колес,соединенных с валом шлицами.
Второй вал коробки скоростей несет на себе пять неподвижных зубчатыхколес, соединенных со шлицевым валом.
Третий вал несет на себе один подвижный блок зубчатых колес и неподвижноезубчатое колесо, которое входит в зацепление с зубчатым колесом кулисногомеханизма. Зубчатые колеса соединены с валом шлицами. За счет переключенияблоков зубчатых колес кулисному механизму сообщается восемь скоростей.
Приводной шкив, с укрепленным на нем зубчатым колесом, приводит вдействие через другое зубчатое колесо шестеренчатый насос централизованнойсмазки и далее через зубчатое колесо, закрепленное через на втулке-поводке,которая жестко соединена с подвижными дисками электромагнитной муфты, приводитво вращение вал ускорения.
При нажатии кнопки УСКОРЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ электромагнитная муфтасрабатывает и приводит во вращение вал ускорения. От вала ускорения череззубчатые колеса, звездочку и цепь движение передается на механизм коробки подач,который сообщает ускоренное движение поперечине станка.
Монтаж коробки скоростей осуществляется с осевой фиксацией наружныхколец подшипников в правой стенке станины с помощью пружинных колец, посаженныхво втулке или в корпусе станины.
Механизм переключения скоростей
Механизм переключения скоростей селективного действия выполнен в видесамостоятельной сборочной единицы и смонтирован внутри станины. Работамеханизма заключается в следующем. При повороте рукоятки на себя до упоравалик-шестерня рейками перемещает селективные диски до касания друг с другом, адиски через тяги и вилки перемещают подвижные блоки коробки скоростей внейтральное положение. Только в этом положении возможен поворот селективныхдисков по часовой стрелке или против часовой стрелки, так как диск в это времявыйдет из сопряжения со штифтом. Для включения необходимой скорости, отсчеткоторой ведется по лимбу, рукоятку поворачивают по часовой или против часовойстрелки до требуемого положения относительно неподвижной риски, после чегорукоятку возвращают в первоначальное рабочее положение. В случае если припереключении скоростей зубчатые колеса коробки скоростей окажутся в положении«зуб в зуб», необходимо кратковременно нажать толчковую кнопку. При этом произойдетпроворот зубчатых колес, после чего следует произвести включение.
Ползун
Ползун представляет собой пустотелую отливку из алюминиевогосплава, снабженную внутри ребрами жесткости. Снизу ползун имеет наклонные направляющиев форме «ласточкина хвоста», которыми он скользит по направляющим, образованнымстаниной и клиньями. Подвижный клин должен быть отрегулирован так, чтобы ползун совершал свое возвратно-поступательное движение легко и безлюфта.
Прямолинейное возвратно-поступательное движение ползуна осуществляетсякулисой, соединенной с ползуном посредством серьги, пальца, кулака и винта. Кпередней части ползуна крепится суппорт (резцовая головка).
При работе помимо установки ползуна на нужную длину хода и начисло двойных ходов в минуту требуется также установить вылет ползуна, обеспечивающийобработку в требуемом месте.
При вращении валика приводятся в движение конические зубчатыеколеса, последние через гайки приводят во вращение винт, который, перемещаясьпри помощи кулака, устанавливает ползун в нужное положение относительно обрабатываемогоизделия.
С левой стороны ползуна смонтирована часть механизма автоматическогооткидывания резца при обратном ходе ползуна, состоящая из вилки, штанги ифрикционного тормоза, прикрепленного к клиновой планке. Штанга перемещаетсявдоль оси относительно ползуна на длину 7 мм. Один конец штанги находитсяв опоре, а другой во вкладыше фрикционной коробки.
Вкладыши из тормозной фрикционной ленты поджимаются к штанге винтамис усилием, необходимым для откидывания резца при обратном ходе ползуна. Вначале обратного хода ползуна штанга остается неподвижной на длине хода 7 мм,так как штанга тормозится тормозными вкладышами, находящимися во фрикционнойкоробке, и резец поднимается над деталью. Как только опора доходит до вилки,штанга начинает двигаться вместе с ползуном, преодолевая силу трения вовкладышах фрикционной коробки, и на всей длине хода ползуна резец находится вприподнятом положении.
В начале перемещения ползуна, с суппортом в направлении рабочегохода штанга остается неподвижной. Пружина возвращает планку в исходное положение,тем самым резец возвращается в рабочее положение.Ползун, пройдя 7 мм свободного хода относительно штанги в направлениирабочего хода, движется вместе со штангой, преодолевая силу трения во вкладышахфрикционной коробки.
Для включения и выключения механизма автоматического откидываниярезца служит рукоятка.
Механизм кулисный
Механизм кулисный преобразует вращательное движение кулисногозубчатого колеса в возвратно-поступательное прямолинейное движение ползуна.
Кулисный механизм смонтирован внутри станины и получает движениеот коробки скоростей при зацеплении зубчатого колеса с зубчатым колесом коробкискоростей. Зубчатое колесо привернуто к корпусу барабана и передает ему движениес восемью ступенями частоты вращения.
На торце корпуса кулисного барабана в призматических направляющихустановлен палец, на котором насажен камень, входящий в направляющие прорези,расположенные вдоль кулисы. При вращении барабана палец увлекает за собойкамень кулисы, который перемещается в направляющих кулисы и заставляет еекачаться вокруг нижней оси.
Верхний конец кулисы шарнирно связан серьгой, надетой на палец сползуном. Кулиса, совершающая качательное движение, сообщает ползуну прямолинейноевозвратно-поступательное движение.
Длину хода ползуна можно изменить поворотом кривошипной рукоятки,надеваемой на выступающий торец винта со шлицами. На конце винта нарезанышлицы, передающие вращение зубчатому колесу, которое передает вращениезубчатому колесу, закрепленному на коническом зубчатом колесе валика. Далеевращение передается коническому зубчатому колесу Незакрепленному на винте. Винтвходит своим резьбовым концом в гайку пальца. При вращении винта палецперемещается относительно центра корпуса.
Длина хода ползуна отмечается втулкой, на которой нанесены деленияс цифровыми обозначениями длины подач ползуна.
Коробка подач
Коробка подач осуществляет горизонтальные подачи стола и ускоренноеперемещение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Коробка подачвмонтирована в боковой нише станины со стороны выступающего конца кулисногокорпуса.
Движение механизму подач передается от эксцентрика, насаженного набарабан и вращающегося вместе с ним. Вращаясь, эксцентрик кулисного барабанасвоей поверхностью соприкасается с роликом, который через ось
сообщает качательное движение рычагу. Рычаг через валик передаетсвое движение зубчатому сектору. Зубчатый сектор поворачивает свободно сидящийна ступице конического зубчатого колеса зубчатый сектор с поводком. Поводокимеет ось, на которой установлена собачка, упирающаяся в зубья храповогоколеса. Храповое колесо насажено на ступицу конического зубчатого колеса,свободно сидящего на валу. Колесо находится в зацеплении с коническим зубчатымколесом, которое свободно сидит на валу подачи и имеет на торце кулачки,входящие в зацепление с кулачками полу муфты.
Кулачковая полумуфта, сидящая на шлицевом валу подачи, пружинойприжата к кулачкам конического зубчатого колеса. Кулачки конического зубчатогоколеса и кулачковые полумуфты под действием пружины находятся постоянно взацеплении и, кроме передачи вращения валу подачи, выполняют роль предохранительноймуфты.
При жестком упоре стола или поперечины полумуфта отжимается отзубчатого колеса, и кулачки полумуфты проскальзывают по кулачкам коническогозубчатого колеса. Передача усилия в этом случае от коробки подач на вал прекращается,при этом создаются характерные щелчки.
Обратный отвод зубчатого сектора производится пружиной, при этомсобачка проскальзывает по скосам зубьев храпового колеса, и движение подачи непроизводится.
Подача стола происходит только при холостом (обратном) движенииползуна. Величину подачи устанавливают поворотом корпуса с помощью рукоятки.
Положение выбранной подачи указывается на шкале корпуса. Изменениевеличины подачи осуществляется удалением или приближением плеча с роликомрычага к эксцентрику кулисного механизма, в результате чего изменяется уголповорота зубчатого сектора и соответственно поводка, при этом собачказахватывает большее или меньшее число зубьев храпового колеса. Величина подачизависит от числа зубьев, через которое перескакивает собачка по храповомуколесу.
Для отвода рычага от кулачка эксцентрика поворачивают рукояткукорпуса, соединенного с зубчатым колесом, сидящем на валу. Зубчатое колесозацепляется с зубчатым сектором, свободно сидящем на валике. На валике посаженрычаг с роликом. Преодолевая сопротивление пружины, зубчатый сектор отводитрычаг от кулачка эксцентрика, вследствие чего подача уменьшается. При полномотводе рычага с роликом подача прекращается.
Поперечина
Поперечина смонтирована на прямоугольных вертикальных
направляющих передней стенки станины. Она состоит из собственнопоперечины, перемещающейся по вертикальным направляющим станины, и стола,перемещающегося по горизонтальным направляющим поперечины.
Для перемещения стола движение от коробки подач сообщается валу,на котором закреплено коническое зубчатое колесо, находящееся в постоянномзацеплении с коническими зубчатыми колесами,
На ступицах конических колес установлены зубчатые колеса, скоторыми может зацепляться блок зубчатых колес, сидящий на валу вертикальной подачи,или блок зубчатых колес, сидящий на валу (винте) горизонтальной подачи.
Реверсирование движения (вверх, вниз, на себя или от себя) производитсярукоятками через систему рычагов и блоков зубчатых колес. Стол получаетгоризонтальное перемещение через винт и гайку, а вертикальное перемещение черезвал, зубчатые колеса, гайку и винт.
Стол служит для установки и закрепления обрабатываемых деталей.Детали крепятся к столу болтами, входящими в Т-образные пазы.
Мелкие детали закрепляются в тисках, устанавливаемых на столе.Стол имеет горизонтальное и вместе с поперечиной вертикальное перемещение отруки и механическое прерывистое и непрерывно ускоренное. Стол должен перемещатьсяпо направляющим поперечины легко, но с плотным к ним прилеганием, чторегулируется подтягиванием винтов. Поперечина со столом должна легко, но сплотным прилеганием перемещаться по направляющим станины. Регулировкаосуществляется клином.
При больших нагрузках применяют подставку, поддерживающую переднийкрай стола, отрегулировав ее по высоте.
Электрооборудование
На станке установлено следующее электрооборудование:
а) электродвигатель 4А13286УЗ;
б) электромагнитные муфты:
– пусковая ЭТМ094–1Н8;
– тормозная ЭТМ066–1А8;
– ускоренного перемещения стола ЭТМО74–1Н8;
в) светильник местногоосвещения НКС01х100/ПОО-ОЗУ4 с лампой М024–40.
Вводный автоматический выключатель и аппараты цепей управления установленыв электрошкафу, укрепленном на задней стенке станины.
На станке применяются следующие величины напряжений:
а) переменного тока частотой50 Гц:
– силовая цепь 380 В;
– цепь управления 110 В;
– цепь местного освещения 24 В;
б) постоянного тока – цепьпитания и управления электромагнитными муфтами 24 В.
3. Конструкторская часть
3.1 Обоснование модернизации станка
 
В настоящее время в российской промышленности имеется большой паркморально и физически устаревших поперечно-строгальных станков моделей, 7305,7305Т, 7307, 7307ГТ, 7В35, 7В36, 7Б35 и т.д. Возраст этих станков достигает 30–40лет, поэтому их конструкционные решения не отвечают современным требованиям,предъявляемым к станкам. Кроме того, высокий износ узлов и потеря точностныхпараметров вызывают проблемы с их эксплуатацией. Всё это требует обновления станочногооборудования, но большинство предприятий в современной экономической обстановкене имеют для этого достаточных средств. Поэтому в данных условиях экономическицелесообразно производить модернизацию имеющегося оборудования, в результатечего потребитель получает современный станок, в конструкции которого воплощённаш многолетний опыт производства станков, соответствующий всем требованиям кточности (для данного станка), оснащённый современными комплектующими исистемами управления. При этом заказчик, сдав станок на модернизацию, может неждать когда пройдёт весь производственный цикл модернизации станка, а получитьмодернизированный станок данной модели (или станок другой модели) из имеющегосяна заводе задела по станкам. При этом из цены приобретенного станка вычитаетсяоценочная стоимость сданного станка.
Относительная невысокая производительность строгальных станковобъясняется потерей времени на холостой ход, а также трудностями повышенияскоростей главного движения из-за возрастания инерционных усилий приреверсировании.
В целях повышения производительности станков этой группы многиепредприятия прибегает к их модернизации, которая осуществляется по тремосновным направлениям:
– упрощение управления станками;
– использование обратного хода для строгания;
– расширение технологических возможностей станков.
3.2 Разработка кинематической схемы и кинематический расчеткоробки скоростей
 
Выбор приводного электродвигателя
При заданной мощности электродвигателя, его выбор осуществляетсяметодом подбора по частоте вращения, а в нашем случае по числу двойных ходовползуна.
При малом числе двойных ходов ползуна нецелесообразно применятьэлектродвигатель с пониженной номинальной частотой вращения, так как возрастаютмасса, размеры и стоимость электродвигателя /2/.
В то же время для приводов главного движения не следует применятьэлектродвигатели со скоростью вращения 3000 мин–1, так как приэтом возрастает уровень шума станка. В таких случаях целесообразно применятьэлектродвигатель с относительно высокой частотой вращения и механическиепередачи для последующего ее понижения. Поэтому в качестве приводногоэлектродвигателя принимается двигатель RAM132S4 со следующими характеристиками /3/:
Pэд.= 5,5 кВт
nэд.= 1450 мин–1
Определение общего диапазона регулирования привода
Общий диапазон регулирования привода Rn, определяется по формуле:
/>, (3.1)
где nmax – наибольшее число двойных ходов ползуна в минуту;
nmin – наименьшее числодвойных ходов ползуна в минуту.
Подставив известные значения nmax и nmin, получим:
/>Определение общего числаступеней скорости
Для геометрического ряда частот вращения число ступеней скорости z, может быть определено из соотношения:
 
/> (3.2)
Вычисленная по этой формуле величина z округляется до целого числа, чтоприводит к некоторому изменению действительного диапазона регулирования Rn.Выбор конструктивных вариантовпривода
При настройке последовательно включенными групповыми передачамичисло ступеней скорости z может быть представлено в виде:
/> (3.3)
где pk – число отдельных передач в каждой группе;
m – число групп передач.
При выбранном числе ступеней частот вращения шпинделяz количество групп передач,количество передач в каждой группе и порядок расположения групп может бытьразличным.
Число конструктивных вариантов привода Nкон состоящего из m групп передач, определяется по формуле:
/>, (3.4)

где q – число групп с одинаковым числом передач.Определение числа возможныхкинематических вариантов
Если частоты вращения шпинделя изменяются по геометрическому ряду,то передаточные отношения передач в группах образуют геометрический ряд сознаменателем jх, где х – целое число, называемое характеристикой группыпередач. Для последовательного получения частот вращения шпинделя сначалапереключают передачи одной группы, затем другой и т.д.
В зависимости от принятого порядка переключений группа может быть:
а) основной, характеристика, которой определяется по формуле:
х0= 1,(3.5)
б) первой переборной группой, для которой характеристика определяетсяпо формуле:
х1 = р1, (3.6)
где р1 – число передач в основной группе.
в) второй переборной группой, для которой характеристика определяетсяпо формуле:
х2 = р1× р2, (3.7)
где р2 – число передач в первой переборной группе.
Основной и различными по номеру переборными группами может бытьлюбая группа передач в приводе. Для определенного конструктивного вариантачисло кинематических Nкин будет равно числуперестановок из m групп передач:

Nкин. = m!, (3.8)
Определение максимальных передаточных отношений по группам передач
Общее максимальное передаточное отношение привода umax, определяется по формуле:
/> (3.9)
Поученное передаточное отношение может быть представлено в виде:
/> (3.10)
где Н – показатель степени, определяющий величину общегопередаточного отношения.
Определение максимальных передаточных отношений в группах производитсяпутем разбиения общего передаточного отношения на передаточные отношения групп,для чего вычисляется показатель степени Н и выражается в виде:
/>, (3.11)
где hk – показатель степени, характеризующий величину максимального передаточногоотношения k-той группы передач;
m – число групп передач.
При этом выбранные значения hk должны быть целыми числамии должны удовлетворять условию:

hk £ hk+1 £ … £ hm. (3.12)
Максимальное передаточное отношение в группе umaxk, определится по формуле:
/>. (3.13)
При этом должно быть обеспечено выполнение следующего условия:
/>. (3.14)
Так как показатель степени Н, как правило, не является целым числом,он не может быть точно представлен суммой целых чисел. Поэтому для сохранениявеличины общего максимального передаточного отношения вводится дополнительнаяпередача от вала электродвигателя на входной вал, передаточное отношение которой,определится по формуле:
/>, (3.15)
/>. (3.16)3.3 Построение структурной сетки
 
Структурная сетка (рисунок 10) строится в соответствии с выбраннойформулой структуры привода. В ней находит отражение относительная связь междупередаточными отношениями в группах, поэтому лучи для каждой группы проводятсясимметрично, а количество интервалов между их концами численно равнохарактеристике группы, определяемой в соответствии со структурной формулой.

3.4Построение графика частот вращения
 
График частот вращения (рисунок 11) отражает частоты вращения всехвалов привода, включая валы одиночных передач, необходимых для его компоновки.Построение начинают с цепи редукции, обеспечивающей снижение частоты вращенияэлектродвигателя nэд. доnmin на шпинделе. Длядальнейшего построения используется структурная сетка.
/>
Рисунок 10 – Структурная сетка
/>
Рисунок 11 – График числа двойных ходов ползуна

3.5Определение передаточных отношений в группах передач
 
Для определения передаточных отношений используются построенныеграфики частот вращения.
Передаточное отношение передачи u, определяется выражением:
u = jk, (3.17)
где k – число интервалов между горизонталями, перекрытых лучами, соединяющимиотметки частот вращения на соседних валах.3.6 Определение чисел зубьев передач
 
При определении чисел зубьев исходят из постоянства межосевогорасстояния и числа зубьев, определяют по следующим формулам:
/>, (3.18)
/>, (3.19)
/>, (3.20)
/> (3.21)
гдеz1 иz2 – числа зубьев ведущего и ведомого колес;
z0– сума чисел зубьев сопряженных колес;
f – числитель передаточного отношения;
g – знаменатель передаточного отношения;
K – наименьшее кратное сумм (f+ g);
Е – целое число;
zmin= 18 – минимальноечисло зубьев.
В соответствии с полученными числами зубьев передач, вычерчиваетсявариант кинематической структуры (рисунок 12).
/>
Рисунок 12 – Кинематическая структура коробки скоростей3.7 Определение крутящих моментов на валахкоробки скоростей
Крутящие моменты на валах Т, Н·м, могут быть найдены по формуле:
/> (3.22)
где Рэд. – мощность на валу двигателя, кВт;
h– КПД участка кинематическойцепи от двигателя до рассчитываемого вала;
n– расчетная частота вращения вала, об/мин.
Кинематический расчет коробки скоростей выполнен с использованиемпрограммы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении А.

3.8Расчет прямозубой эвольвентной передачи
 Определение модуля зубчатойпередачи расчетом на контактную выносливость зубьев
Для прямозубой цилиндрической передачи модуль mн, мм, определяется по формуле:
/> (3.23)
где Kd– вспомогательныйкоэффициент; для прямозубых передач Kd = 770;
z1 – число зубьев шестерни;
T1 – вращающий момент на шестерне, Н×м;
u – передаточное отношение передачи;
sНР – допускаемое контактноенапряжение, МПа;
KHb – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по шириневенца;
/> (3.24)
где b – рабочая ширина венца зубчатой передачи;
d1 – делительный диаметр шестерни.Определение модуля зубчатойпередачи расчетом на выносливость зубьев при изгибе
Для прямозубой цилиндрической передачи модуль mF, мм,определяется по формуле:

/> (3.25)
где Km – вспомогательный коэффициент; для прямозубых передач Km = 14;
KFb – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венцапри изгибе;
sFP – допускаемое изгибноенапряжение, МПа;
YF1 – коэффициент учитывающий форму зубьев шестерни.Определение стандартногомодуля зубчатой передачи
Из полученных расчетных значений mH и mF выбирается наибольшеезначение и округляется в сторону увеличения до стандартного модуля по ГОСТ 9563– 60. При этом должно выполняться следующее условие:
m1 £ m2 £ … £ mk, (3.26)
где m1 – модуль зубчатых передач группы,расположенной первой от электродвигателя;
mk – модуль зубчатыхпередач группы, расположенной последней от электродвигателя.Определение межосевогорасстояния зубчатой передачи
Для прямозубой цилиндрической передачи межосевое расстояние А, мм,определяется по формуле:
/> (3.27)
где m – стандартный модуль передачи, мм;
z2 – число зубьев зубчатого колеса, сопряженного с шестерней.
При определении межосевых расстояний по группам передач должно выполнятьсяследующее условие:
Aw1 £ Aw2 £ … £ Awk, (3.28)
где Aw1 – межосевое расстояниепередач группы, расположенной первой от электродвигателя;
Awk – межосевое расстояниепередач группы, расположенной последней от электродвигателя.
Расчет прямозубой эвольвентной передачи выполнен с использованиемпрограммы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении Б.
 
3.9 Расчет клиноременной передачи
 
С использованием программы «SIRIUS 2» произведем полный расчетклиноременной передачи с двумя шкивами без натяжного ролика при передаваемоймощности не более 30 кВт.
Окружная скорость ремня V, мин -1, определяется по формуле:
/>, (3.29)
где d1 – расчетный диаметр шкива,мм;
n1 – мощность, передаваемая передачей, кВт.
Расчетная длина ремня L, мм, определяется по формуле:
 
/>, (3.30)
где d2 – расчетный диаметр шкива,мм;
А – приблизительное межцентровое расстояние, мм.
Число ремней zопределяется по формуле:
/>, (3.31)
где N – мощность, передаваемая передачей, кВт;
N0– мощность, передаваемая одним ремнем, кВт;
К1 – поправочный коэффициент, зависящий от углаобхвата;
СР– коэффициент режима работы.
Коэффициенты К1 и СР определяются поформулам:
/>, (3.32)
/>, (3.33)
где С– обозначение типа станка;
уголобхвата на малом шкиве, который определяется по формуле:
/>. (3.34)
 
Тяговое усилие передачи Р, Н, находится по формуле:
/>. (3.35)
Усилие на вал от одного ремня G, Н, определяется по формуле:
/>, (3.36)

где S – предварительное натяжение ремня, Н.
Уточненное межцентровое расстояние А2, мм, вычисляетсяпо формуле:
/>. (3.37)
Результаты расчета находятся в приложении В.3.10 Расчет и построение свертки коробкискоростейРазработкакомпоновочной схемы коробки скоростей
Компоновочная схема разрабатывается в следующем порядке:
а) определяются расстояния между осями валов и проводятся осевыелинии.
б) на осях располагаются зубчатые колеса, муфты и другие передачи,и механизмы в соответствии с кинематической схемой. При этом нужно обеспечить возможностьперемещения подвижных зубчатых колес и муфт, размещения механизмов управления,регулирования подшипников, сборки и разборки узла, а также обратить внимание нато, чтобы передвижные блоки зубчатых колес не сцепились одновременно с двумянеподвижными колесами на смежном валу.
в) вдоль оси каждого вала проставляются все соответствующие конструктивныеразмеры, что позволяет определить его ориентировочную длину.Вычерчиваниесвертки коробки скоростей
а) Выбирается положение оси первого вала.
б) Из центра первого вала проводится окружность радиусом, равнымрасстоянию между осью первого вала и осью соседнего вала. Любая точка на этойокружности может быть центром этого вала и будет удовлетворять условиюзацепляемости колес. Центр выбирается с учетом возможности рациональногорасположения и остальных валов.
в) Таким же путем определяются центры других валов. При расположениивалов необходимо обеспечить простую форму корпуса, удобство его обработки,сборки и разборки. Нужно стремиться располагать центры валов на одних и тех желиниях как по вертикали так и по горизонтали, что делает корпус более технологичным.Определениеусилий действующих в зубчатых зацеплениях
На основе построенной свертки выполняется расчетная схема (рисунок13), представляющая собой условное изображение расчетной цепи зубчатых передач.В полюсе зацепления каждой зубчатой пары, по нормали к боковым поверхностямзубьев, действуют силы Fn, Н, величина которых определяется по формуле:
/> (3.38)
где m и z – модуль и число зубьев зубчатого колеса;
Т – вращающий момент, приложенный к валу зубчатого колеса, Н×мм.
Сила,действующая со стороны шестерни на валу электродвигателя на натяжение ремнейвходного вала:
F1 = 307,33 H.
Сила,действующая со стороны шестерни на входном валу на зубчатое колесопромежуточного вала 1:
/>.
Сила,действующая со стороны шестерни на промежуточном валу 1 на зубчатое колесопромежуточного вала 2:
/>.
/>
Рисунок 13 – Свертка коробки скоростей
Сила,действующая со стороны шестерни на промежуточном валу 2 на зубчатое колесовыходного вала:
/>.3.11 Расчет и подбор подшипниковОпределениереакций в опорах валов
Необходимо определить реакции в каждой опоре с помощью уравненийстатики, которые имеют следующий вид:
/>, />, />, (3.39)
где SFkx – сумма всех сил, действующих в плоскости Ozx;
SFky – сумма всех сил,действующих в плоскости Ozy;
SmO(Fk) – сумма моментов силотносительно выбранной точки плоскости.Выборподшипников по статической грузоподъемности
Критерием для подшипника служит неравенство:
P0£ C0, (3.40)
где Р0– эквивалентная статическая нагрузка;
С0– табличное значение статической грузоподъемностивыбранного подшипника.
Величины приведенной статической нагрузки для радиальных подшипниковопределяются как большие из двух следующих значений:
P0= X0Fr + Y0Fa;P0= Fr, (3.41)
где Х0– коэффициент радиальной нагрузки;
Y0– коэффициент осевой нагрузки;
Fr – постоянная повеличине и направлению радиальная нагрузка, Н;
Fа – постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н.Выборподшипников по динамической грузоподъемности
Критерием для выбораподшипника служит неравенство:
Стр. £ С, (3.42)
где Cтр. – требуемая величинадинамической грузоподъемности подшипника;
С – табличное значениединамической грузоподъемности выбранного подшипника.
Требуемая динамическаягрузоподъемность Стр, Н, определяется по формуле:
/> (3.43)
где Р – эквивалентнаядинамическая нагрузка, Н;
n – частота вращения вала для которого подбираетсяподшипник, об/мин;
Lh– долговечность подшипника, выраженная в часахработы;
a – коэффициент, зависящий отформы кривой контактной усталости.
Эквивалентная динамическая нагрузка Р, Н, для шариковыхрадиально-упорных подшипников определяется по формуле:
P = (XVFr + YFa) KбKт, (3.44)
где Fr – радиальная нагрузка,приложенная к подшипнику;
Fa – осевая нагрузка,приложенная к подшипнику;
V – коэффициент вращения;
Kб – коэффициент безопасности;
Kт – температурный коэффициент.
Расчет подшипников качениявыполнен с использованием программы
«SIRIUS 2». Результаты расчетанаходятся в приложении Г. 3.12 Расчет сечения сплошного вала
 Определениедиаметра средних участков вала
Под средними участками валаследует понимать участки, на которых расположены шестерни и зубчатые колеса.Определение диаметра производится расчетом на изгиб с кручением.
После завершения расчета, разрабатывается конструкция каждого вала,которая должна обеспечивать возможность сборки коробки скоростей и свободногопродвижения зубчатых колес до места посадки./>Расчет валов на усталостнуюпрочность
Расчет сводится к определениюрасчетных коэффициентов запаса прочности для предположительно опасных сеченийвалов.
Условие прочности в данномрасчете, имеет вид:
/> (3.45)
где n – расчетный коэффициент запасапрочности;
[n] = 1,3 ¸1,5 – требуемый коэффициент запаса дляобеспечения прочности;
[n] = 2,5 ¸ 4 – требуемый коэффициент запаса дляобеспечения жесткости;
ns– коэффициент запасапрочности по нормальным напряжениям;
nt – коэффициент запасапрочности по касательным напряжениям.
/>/> (3.46)
где s-1 и t-1 – пределы выносливости дляматериала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа;
sа, tа и sm, tm – амплитуды и средниенапряжения циклов нормальных и касательных напряжений, МПа;
ks и kt – эффективные коэффициентыконцентрации напряжений при изгибе и при кручении;
es и et – масштабные факторы длянормальных и касательных напряжений;
ys и yt – коэффициенты, учитывающиевлияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность.
Можно считать, что нормальныенапряжения, возникающие в поперечном сечении вала от изгиба, изменяются посимметричному циклу, тогда:
/> (3.47)
где Мизг. –суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении, Н×мм;
W – момент сопротивлениясечения при изгибе, мм3.
Для круглого сечения вала:
/> (3.48)
Для круглого сечения сошпоночной канавкой:
/> (3.49)
где b и t – ширина и высота шпоночнойканавки, мм.
Для сечения вала со шлицами:
/> (3.50)

где x = 1,125 – для шлицев легкой серии;
x = 1,205 – для шлицев средней серии;
x = 1,265 – для шлицев тяжелой серии.
Так как момент, передаваемыйвалом, изменяется по величине, то при расчете принимают для касательныхнапряжений наиболее неблагоприятный знакопостоянный цикл – отнулевой:
/> (3.51)
где Wк – момент сопротивления валапри кручении, мм3.
Для круглого сечения вала:
/> (3.52)
Для сечения вала со шпоночнойканавкой:
/> (3.53)
Для сечения вала со шлицами:
/> (3.54)
Расчет на прочность шпонок и шлицевыхсоединений
Условие прочности по смятиюдля призматической шпонки имеет вид:

/> (3.55)
где z – число шпонок;
sсм. – напряжение смятия, МПа;
[s]см. – допускаемое напряжение при смятии,МПа;
lp – рабочая длина шпонки, мм;
d – диаметр вала, мм;
h – высота шпонки, мм.
Условие прочности из расчетана срез шпонки:
/> (3.56)
где [t]ср. – допускаемое напряжение при срезе, МПа.
Расчет шлицевых соединенийусловно производят на смятие втулки в месте ее соприкосновения с боковымиповерхностями зубьев.
/> (3.57)
где y = 0,7¸0,8 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределениянагрузки по зубьям;
z – число зубьев;
l – рабочая длина зуба вдольоси вала, мм;
h – рабочая высота контактирующихзубьев в радиальном направлении, мм;
rср. – средний радиус, мм.
Расчет сечения сплошного валавыполнен с использованием программы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении Д.
В результате проведенныхрасчетов можно построить компоновочную схему развертки коробки скоростей(рисунок 18) /4/.
/>Рисунок 14 – Развертка коробкискоростей
3.13 Расчет потерь на трениев подшипниках качения валов
Сопротивление вращению в подшипниках качения складываются изследующих составляющих:
а) гистерезисные потери прициклической упругой деформации сжатия материала тел качения и беговых дорожек вточках контакта;
б) проскальзывание тел каченияотносительно беговых дорожек, вызванное сдвиговой деформацией материала вточках контакта;
в) скольжение тел каченияотносительно беговых дорожек при нарушении качения в результате сдвигов иперекосов обойм подшипника под нагрузкой;
г) трение тел качения осепаратор и (в подшипниках с центрированным сепаратором) трение сепаратора обобоймы;
д) выдавливание и вязкий сдвигмасла в точках контакта;
е) завихрение и разбрызгиваниесмазочного материала смазочного масла, соприкасающегося с подшипником.
Основными потерями в подшипниках являются потери на трение, которыеопределяются моментом трения /12/.
Момент трения в подшипниках рекомендуется определять по следующейформуле:
/> (3.58)
где М0– момент трения холостого хода, зависящий оттипа подшипника и условий его работы;
М1 – момент трения зависящий от нагрузки.
Момент трения холостого хода, зависящий от типа подшипника и условийего работы М0, Н.мм, рассчитывается по формуле:
/> (3.59)
где f0– табличный коэффициент, полученный в результате экспериментальныхисследований различных типов подшипников при различных типах систем смазывания;
n– кинематическая вязкостьмасла, мм2/с;
n – частота вращения вала, мин –1;
Dср. – средний диаметр подшипника, мм.
Момент трения зависящий от нагрузки М1, Н.м,рассчитывается по формуле:

/>, (3.60)
где f1 – коэффициент, зависящий оттипа подшипника;
g1 – коэффициент, зависящий от соотношения радиальной и осевой нагрузок;
Р0– эквивалентная статическая нагрузка, Н.
Потеря мощности, обусловленная потерями на трение в подшипнике Ртр,Вт, определяется по формуле:
/>, (3.61)
где n – частота вращения вала, мин–1.
Расчет потерь на трение в подшипниках выполнен с использованиемпрограммы «SIRIUS 2».
Результаты расчета находятся в приложении Е.
3.14 Расчет теплового баланса опоркачения
Уравнение теплового баланса при установившемся режиме работыпод-шипника имеет следующий вид /15/:
W = W1 + W2, (3.62)
где W – тепловыделение в подшипнике, Вт;
W1 – количество тепла, переносимого смазкой, Вт;
W2 – количество тепла, отводимого корпусом подшипника во внешнюю среду,Вт.
Количество тепла, переносимого смазкой W1, Вт, вычисляется по формуле:
W1 = c×Q×(t2 – t1), (3.63)
где с– удельная объемная теплоемкость масла, Дж/м3×°C;
t1 и t2 – температура смазки навходе и выходе из подшипника;
Q – расход масла, м3/с.
Количество тепла, отводимого корпусом подшипника во внешнюю среду W2, Вт, вычисляется по формуле:
W2 = k×F×(tм– tв), (3.64)
где F– свободная поверхностьподшипникового узла, м2;
k – коэффициент теплоотдачи, Вт/м2×°С;
tм – средняя температура масла в нагруженной зоне;
tв – температура окружающего воздуха.
Теплообразование в подшипнике W, Вт, определяется мощностью расходуемойна трение:
W = Pтр., (3.65)
Из приведенных формул следует, что необходимое для отвода теплаколичество жидкого масла Q, л/мин, определяется по формуле:
/>. (3.66)
Расчет теплового баланса опор выполнен с использованием программы«SIRIUS 2».Результаты расчета находятся в приложении Ж.

3.15 Выбор и обоснование посадок
Выбор посадок подшипников качения
При назначении полей допусковдля посадок вала под внутреннее кольцо и отверстия корпуса под наружное кольцоподшипников качения необходимо учитывать:
а) вращается вал (внутреннеекольцо) или корпус;
б) вид нагрузки;
в) режим работы;
г) тип и размеры подшипников;
д) класс точности подшипника;
е) скорость вращающегосякольца;
ж) условия монтажа иэксплуатации и т.п.
В соответствии с указаннымиусловиями, для посадки на вал шариковых радиальных подшипников класса точности L0, циркуляционном нагружении(вращающийся вал) и нормальном режиме работы, выбирается поле допуска k6. Для посадки подшипников вкорпус выбирается поле допуска Н7.
Выбор посадок шлицевых соединений
Для неподвижных прямобочных шлицевых соединений:
а) в качестве посадки подиаметру при центрировании по наружному диаметру выбирается посадкаF10/h9;
б) в качестве посадки поширине шлица выбирается посадка D9/e8.
Для подвижных прямобочных шлицевых соединений:
а) в качестве посадки подиаметру при центрировании по наружному диаметру выбирается посадкаF10/h9;
б) в качестве посадки по ширинешлица выбирается посадка D9/f8.
Выбор посадок шпоночных соединений
Для подвижных шпоночных соединений выбирается посадка H7/h6.
Для неподвижных шпоночных соединений выбирается переходная посадкаH7/p6.
Для посадки призматических шпонок в вал использована посадка N9/h9.
3.16 Проектирование узла ползуна
К передней части ползуна крепится суппорт. Крепление суппортаосуществляется вращением кривошипной рукоятки за квадрат валика 8, который,затягивая хомут 10 стяжными винтами 11, поджимает торец суппорта к торцуползуна. Место строгания устанавливают вращением кривошипной рукоятки заквадрат валика 20, который через конические шестерни 19, 18 передает вращениевинту XV.
Винт XV, вращаясь, перемещается вместе с ползуном относительнокорпуса гайки 9, соединенного через серьгу 7 с кулисой. Гайкой ползуна выбираетсяосевой люфт в резьбовом соединении с помощью пружин 16 и подвижных гаек 17.
С левой стороны ползуна смонтирована часть механизма автоматическойоткидки резца при обратном ходе ползуна, состоящая из толкателя 4, вилки 5,штанги 6 и фрикционного тормоза, прикрепленного к планке 12. Штанга имеетвозможность, перемещаться вдоль оси относительно ползуна на длину 7 мм.
Один конец штанги находится в опоре 1, а другой во вкладышахфрикционной коробки 14. Вкладыши из тормозной фрикционной ленты поджимаются кштанге гайками 13 на усилие, необходимое для подъема резца при обратном ходеползуна. В начале обратного хода ползуна штанга 6 остается неподвижной на ход 7 мм,так как штанга тормозится тормозными вкладышами, находящимися во фрикционнойкоробке 14, и резец поднимается над деталью.
Как только опора 1 доходит до вилки 5, штанга начинает двигатьсявместе с ползуном, преодолевая силу трения во вкладышах фрикционной коробки ина всей длине хода ползуна; резец находится в приподнятом положении. Дляуменьшения усилия трения во вкладышах фрикционной коробки 14 установленапружина 2, которая рассчитана на усилие примерно 8 кгс, которое регулируетсягайкой 3. Для равномерного распределения нагрева штанги 6, возникающего от силытрения во вкладышах фрикционной коробки, в штангу 6 необходимо на две трети объемазалить эмульсию или машинное масло.
В начале перемещения ползуна с суппортом в направлении рабочегохода штанга остается неподвижной. Пружина 8 (см. рис. 15) возвращает параллелограммв исходное положение, тем самым и резец возвращается в рабочее положение.Ползун, пройдя 7 мм свободного хода относительно штанги в (см. рис. 15)в направлении рабочего хода, движется вместе со штангой, преодолевая силутрения во вкладышах фрикционной коробки 14. Включать или выключать механизмавтоматической откидки резца рукояткой 15. Нагрев штанги при длительнойнепрерывной работе допускается до 70° С. Для транспортировки ползуна наверхней плоскости его имеются два резьбовых отверстия М20, заглушённыхпробками. В соединение винт-гайка установка саморегулируемый зазор /5/.

/>Рисунок 15 – Ползун
 
3.17 Проектирование узла кулисный механизм
Кулисный механизм служит для преобразования вращательного движениякулисной шестерни в возвратно-поступательное движение ползуна (рис. 16).
Корпус 14 механизма смонтирован в корпусе станины и вращается надвух конических роликоподшипниках, которые регулируют гайками /6/.
Люфт в подшипниках выбирают так, чтобы при обкатке, станка намаксимальных двойных ходах ползуна в течение 30 мин температура подшипниковне поднималась выше 85° С.
К корпусу 14 жестко крепится зубчатый венец, который и передаетвращательное движение. В направляющих корпуса 14 находится палец-гайка 9, накотором надет камень 10.

/>Рисунок 16 – Кулисный механизм
 
3.18 Расчет коробки подач
Определение диапазона регулирования подач
Общий диапазон регулирования привода Rn, определяется по формуле/7/:
/>, (3.67)
где Smax – наибольшая горизонтальная подача, мм/дв. ход
Smin – наименьшаягоризонтальная подача, мм/дв. ход
Подставив известные значения nmaxи nmin, получим:

/> (3.68)
Расчет числа зубьев храпового колеса
Согласно кинематической схемы поперечины и стола необходимо определитьугол поворота храпового колеса при Smin и Smax
Определяем угол поворота конического колеса z1=32 a1 (град.) по формуле:
/>, (3.69)
где S – подача стола, мм/дв. ход
t – шаг винта, мм.
Определение угла поворота a2 (град.) зубчатого колеса z2=18:
/>, (3.70)
где z1– число зубьев ведущего колеса,
z2– число зубьев ведомого колеса,
Определение угла поворота a3 (град.) зубчатого колеса z4=46:
/>, (3.71)
где z3 – число зубьев ведущего колеса,
z4 – числозубьев ведомого колеса,
Определение угла поворота a4 (град.) зубчатого колеса z6=46:

/>, (3.72)
где z5– число зубьев ведущего колеса,
z6 – числозубьев ведомого колеса,

4. Исследовательская часть
 
4.1 Расчеты несущей системы модернизированного станка модели 7307
 
В настоящее время при создании сложных технических объектов всебольшее внимание уделяется внедрению систем инженерного анализа. Системыкомпьютерного инженерного анализа не только позволяют оценить принципиальнуюработоспособность будущей конструкции (например, по условиям прочности) – онинашли широкое применение при моделировании технологических процессовметаллообработки, ковки и штамповки, литья металлов и пластмасс.
В данном проекте использовался один из наиболее распространенных внашей стране конечно-элементного пакет ANSYS, который применяется дляинженерного анализа несущих систем станков /11/.
Для расчетов была приготовлена модель станка, которая была спроектированав системе КОМПАС – 3D. Она представлена на рисунке 17.
/>
Рисунок 17 – Расчетная модель станка

В процессе работы были произведены четыре вида анализа несущейсистемы станка. Это статический, модальный, тепловой и термодеформационныйанализ. Их результаты представлены ниже.
Расчет на жесткость (статический расчет)
На рисунке 18 представлено деформированное состояние несущей системыстанка после проведения расчета.
/>
Рисунок 18 – Деформированное состояние станка
На рисунке 19 показаны результаты статического расчета в контурномпредставлении
/>
Рисунок 19 – Контурное представление результата статического расчета

Модальный расчет
Модальный анализ выполняется для того, чтобы построить часть динамическиххарактеристик рассматриваемой модели: собственные частоты (модальные частоты);амплитудно-частотные характеристики. Знание этих характеристик позволяетпринять решение о динамическом качестве модели.
В процессе выполнения расчета обнаружились десять собственныхчастот. Результаты расчет на четырех из них представлены на рисунках 20 – 23.
/>
Рисунок 20 – 1-я мода

/>
Рисунок 21 – 2-я мода
/>
Рисунок 22 – 3-я мода

/>
Рисунок 23 – 4-я мода
Тепловой расчет
При решении задач теплообмена в Ansys устанавливается распределениятемператур в рассматриваемой модели объекта. Кроме того, можно использоватьрезультаты теплового расчета для вычисления тепловых напряжений и перемещений.
Перенос тепла в общем случае можетосуществляться в трех формах: теплопроводности, конвекции и излучении.Распространение тепла в твердом теле происходит благодаря теплопроводности.Перенос тепла посредством теплопроводности обусловлен наличием вещественнойсреды, и тем, что теплообмен совершается только между непосредственносоприкасающимися частицами тела. Результат теплового расчета представлен нарисунке 24.

/>
Рисунок 24 – Контурное представлениерезультата теплового расчета
Термодеформационный расчет
На рисунке 25 представлен результаттермодеформационного расчета.
/>
Рисунок 25 – Контурное представлениерезультата термодеформационного расчета
5. Расчет экономического эффекта от модернизациипоперечно – строгального станка мод. 7307
 
5.1 Исходные данные для расчета экономического эффекта от модернизации
Проведенная модернизация поперечно-строгального станка мод. 7307позволила снизить штучное время на обработку деталей.
Рассчитаем годовой экономический эффект от модернизации.
В качестве детали – представителя для проведения расчетов выбранадеталь «корпус».
База для сравнения вариантов – поперечно-строгальный станок мод.7307 до модернизации /8/.
Исходные данные представлены в таблицах 1,2,3.
Таблица 1 – Исходные данные для расчета затрат на модернизациюстанка№ п/п Показатели Усл. обозн. Ед.изм. Значение 1 Часовая тарифная ставка рабочих, участвующих в проведении модернизации ЧТСм руб./час 24 2 Суммарная трудоемкость работ по модернизации Трм час 110 3 Коэффициент, учитывающий заработную плату Кдз - 1,2 4 Районный коэффициент Курал - 1,15 5 Коэффициент отчислений на социальные нужды Ксн - 1,281 6 Коэффициент, учитывающий прочие (накладные) расходы на модернизацию оборудования Кпрм - 2,5 7 Стоимость базового оборудования Цобнемод руб. 150000 8 Общая стоимость комплектующих изделий, заменяемых в ходе проведения модернизации Сзамкомп руб. 34000

Таблица 2 – Исходные данные для расчета затрат на комплектующиеизделия для модернизации станкаНаименование комплектующих изделий Количество(Qкомпл), шт. Цена (Цкомпл) руб./шт Ползун 1 3000 Коробка подач 1 6500 Механизм переключения скоростей 1 5300 Коробка скоростей 1 6200 Кулисный механизм 1 1000 Суппорт 1 5000 Станина 1 7000
Таблица 3-Исходные данные для расчета экономического эффекта отприменения модернизированного оборудованияПоказатели
Условное
обозначение Ед.изм.
Базовый
вариант
Модерн.
вариант 1. Штучное время tшт мин/шт. 5 4,4 2. Годовая программа Nвып шт./год 25000 25000 3. Количество смен в день hсмен смен / день 1 1
4. Количество часов работы
в смену Fсмен час/смен 8 8
5. Коэффициент потерь
времени на ремонт
и наладку оборудования Крн – 0,95 0,95 6. Стоимость оборудования Цоб руб 150000 - 7. Стоимость 1 м² здания Цзд руб./м² 4000 4000 8. Площадь здания, занимаемая единицей оборудования Sоб м² 5 5
9. Коэффициент, учитывающий дополнительную
производственную площадь Кдоп – 1,2 1,2 10. Часовая тарифная ставка ЧТС руб./час 24 24 11. Стоимость 1кВт-ч электроэнергии Цэл руб./кВт-ч 1,28 1,28 12. Мощность оборудования Моб кВт 5,5 5,5 13. Норма годовых амортизационных отчислений для оборудования Наоб % 10 10 14. Норма годовых амортизационных отчислений для здания Назд % 2,5 2,5 15. Норма годовых затрат на текущий ремонт оборудования Нремоб % 3 3 16. Норма годовых затрат на текущий ремонт здания Нремзд % 1 1 17. Норма годовых затрат на содержание здания Нсодзд % 3 3 18. Цена инструмента Цинстр руб./шт. 2300 2300 19. Срок службы инструмента Тслинстр мин 8000 8000 20. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений Ен
руб./год/
руб. 0,15 0,15 /> /> /> /> /> />
5.2 Расчет затрат напроведение модернизации
1 Расчет заработной платы, участвующих в проведении модернизации,с отчислениями
Годовая заработная плата с отчислениями, (Сзп, руб.)рассчитывается по формуле:
 
/> (5.1)
где ЧТСм – часовая тарифная ставка, участвующих в модернизации руб./час;
Трм– суммарная трудоемкость работпо модернизации оборудования, час;
К дз – коэффициент,учитывающий дополнительную заработную плату;
К урал – районныйкоэффициент;
К сн – коэффициентотчислений на социальные нужды;
/>/>руб.
Расчет затрат на комплектующие изделия для модернизации оборудования
Расчет затрат на комплектующие изделия для модернизации оборудования(Сзамкомпл, руб.) осуществляется по формуле:

/>, (5.2)
где n-число наименований комплектующих изделий, используемых для
модернизации оборудования;
Qкомпл – количествоi-хкомплектующих изделий, используемых для модернизации оборудования, шт.;
Цкомпл – цена i-х комплектующих, руб./шт.
Скомпл=3000·1+6500·1+5300·1+6200·1+1000+5000·1+7000·1=34000руб.
Расчет прочих расходов на модернизацию оборудования
Величина прочих расходов (Спрм, руб.) определяется пропорционально расходам на оплату труда:
/>, (5.3)
где Кпрм – коэффициент, учитывающий прочие (накладные) расходы на модернизациюоборудования.
/>руб.
Расчет суммарных затрат на модернизацию оборудования
Расчет суммарных затрат на модернизацию оборудования (Смод, руб.)
производится по формуле:
Смод=Сзпм+Скомпл+Спрм, (5.4)
 
Смод=4667+34000+11667,5=50334,5 руб.
 
Таблица 4 – Затраты на модернизацию оборудованияСтатьи затрат Затраты, руб. 1 Заработная плата рабочих 4667 2 Затраты на комплектующие изделия 34000 3 Прочие расходы 11667,5 Итого 50334,5
Расчет стоимости модернизированного оборудования (Цобмод, руб.) осуществляется поформуле:
Цобмод=Цобнемод+Смод – Сзамкомпл, (5.5)
где Цобнемод – стоимость оборудования до проведения модернизации, руб.;
Сзамкомпл – общаястоимость комплектующих изделий, заменяемых в ходе проведения модернизацииоборудования, руб.
Цобнемод =150000+50334,5–34000=166334,5руб.
5.3 Расчет экономического эффекта от проведения модернизации
Расчет изменения трудоемкости
Снижение трудоемкости, ∆Т, % рассчитывается поформуле:
/> (5.6)
где tштмод – штучное время наобработку детали с использованием модернизированого оборудования, мин/шт.;
tштбаз – штучное время при использовании базовой модели оборудования,мин/шт.
/>%
Расчет необходимого количества оборудования и его загрузки
Расчетное количество оборудования
Расчетное количество базового и модернизированного оборудования (Срасч) рассчитывается по формуле:
/> (5.7)
где Nвып – годовая программа выпускадеталей, шт./год;
Fдейст – действительный годовой фонд времени работы оборудования,час/год.
/> (5.8)
где Kрн – коэффициент потерьвремени на ремонт и наладку (принимаем
Крн= 0,95);
Fном – номинальный фонд годового времени работы оборудования, час/год;
/> (5.9)
где hсмен – количество смен в день,смен;
Fсмен – количество часов работы в смену, час/смен;
1 – сокращенная продолжительность смен впредпраздничные дни, час;
Fном дн – номинальный фонд годового времени работы оборудования, в днях,дн/год.
/> (5.10)
где Dкален – количество календарныхдней в году, дней;
Dвых – количество выходных дней в году, дней;
Dпразд – количество праздничных дней в году, дней;
/>
/> час/год
/> час/год
/>
/>
Принятое количество оборудования (С прин)
Сприн баз = 2
Сприн мод = 1
Загрузка оборудования
Загрузка оборудования (Кзагр, %) рассчитывается поформуле:
/> (5.11)
/>
/>
Расчет годовой производительности единицы оборудования и ееизменения
Годовая производительность единицы оборудования
Годовая производительность единицы оборудования (Пр, шт./год)рассчитывается по формуле:
 
/> (5.12)

/> шт./год
/> шт./год
Коэффициент роста производительности оборудования
Коэффициент роста производительности оборудования (Кпр)рассчитывается по формуле:
/> (5.13)
/>
Расчет капитальных вложений
Расчет капитальных вложений в оборудование
Капитальные вложения в оборудование (Коб, руб.) рассчитываются поформуле:
/> (5.14)
где Цоб – стоимость оборудования, руб.
/>/>руб.
руб.
Капитальные вложения в здание
Капитальные вложения в здание (К зд, руб.) определяются по формуле:
К зд =Ц зд∙Sоб∙K доп∙C пр, (5.15)
 
где Ц зд–стоимость 1 м²здания, руб./м²
Sоб– площадь здания, занимаемая единицейоборудования, м²
Kдоп –коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь.
К здбаз = 4000·5·1,2·2=48000 руб.
К здмод = 4000∙5∙1,2∙1=24000 руб.
Капитальные вложения суммарные
Суммарные капитальные вложения (К, руб.) определяются по формуле:
К=Коб,+К зд, (5.16)
Кбаз=300000+48000=348000руб.
Кмод=166334,5+24000=190334,5руб.
Расчет технологической себестоимости годового выпуска изделий
Расчет годовой заработной платы с отчислениями
Годовая заработная плата с отчислениями (Сзп, руб./год)рассчитывается по формуле:
 
/> (5.17)
где ЧТС – часовая тарифная ставка, руб./час;
К дз – коэффициент,учитывающий дополнительную заработную плату;
К урал – районныйкоэффициент;      
К сн – коэффициентотчислений на социальные нужды;
/> руб./год
/> руб./год
Расчет годовых затрат на электроэнергию
Годовые затраты на электроэнергию (Сэл, руб./год)рассчитываются по формуле:

/> (5.18)
где Ц э – стоимость 1 кВт час электроэнергии, руб./кВт-час;
М об – мощностьэлектродвигателей, потребляемая единицей оборудования, кВт;
/>
/>
Расчет годовых амортизационных отчислений для оборудования
а) Годовыеамортизационные отчисления для оборудования (Самоб, руб./год) рассчитываются по формуле:
/> (5.19)
где Н а – норма годовыхамортизационных отчислений для данного вида оборудования, %
/>
/>
б) Амортизационные отчисления для здания
Годовые амортизационные отчисления для здания (Самзд, руб./год) определяются поформуле:
Самзд=Кзд∙Назд/100, (5.20)
 
где Назд – норма годовых амортизационных отчислений для здания, %
Самздбаз=48000∙2,5/100=1200
Самздмод=24000∙2,5/100=600
в) Амортизационные отчисления суммарные (Сам,руб./год) рассчитываются поформуле:
Сам= Самоб+Самзд (5.21)
Сам баз=30000+1200=31200руб./год
Сам мод=16633,45+600=17233,45руб./год
Расчет годовых затрат на текущий ремонт оборудования
а) Затраты на текущий ремонт оборудования
Годовые затраты на текущий ремонт оборудования, (Сремоб, руб./год) рассчитываютсяпо формуле:
/> (5.22)
где Н рем – норма годовых затрат натекущий ремонт оборудования, %
/>
/>
б) Затраты на текущий ремонт здания
Годовые затраты на текущий ремонт здания (Сремзд, руб./год) рассчитываются по формуле:
Сремзд=Кзд∙Нремоб/100, (5.23)
 
где Нремоб – норма годовых затрат на текущий ремонт здания,
Сремздбаз=48000∙1/100=480руб./год
Сремздмод=24000∙1/100=240руб./год
в) Затраты на текущий ремонт суммарные
Годовые суммарные затраты на текущий ремонт (Срем, руб./год) определяются по формуле:
Срем= Сремоб +Сремзд (5.24)
Срембаз=9000+480=9480руб./год
Среммод=4990,03+240=5230,03
Затраты на содержание здания
Расчет годовых затрат на содержание здания (Ссодзд, руб./год) ведется по формуле:
Ссодзд =Кзд∙Нсодзд /100, (5.25)
где Нсодзд– норма годовых затрат на содержание здания, %
Ссодздбаз=48000∙3/100=1440руб./год
Ссодздмод=24000∙3/100=720руб./год
Расчет годовых затрат на инструмент
Годовые затраты на инструмент, (Синстр, руб./год) рассчитываютсяпо формуле:
/>, (5.26)
где Ц инстр – цена инструмента, руб./шт.;
Р инстр – годовой расход инструмента, шт./год.
Годовой расход инструмента (Р инстр, шт./год) определяетсяпо формуле:
/>, (5.27)
где Тсл инстр – срок службы инструмента, мин.
/> шт./год
/> шт./год
/> руб./год
/> руб./год
Расчет технологической себестоимости годового выпуска изделий
Технологическаясебестоимость годового выпуска изделий, (Стехн, руб./год) рассчитываетсяпо формуле:
 
/>, (5.28)
/> руб./год
/>руб./год
 
Таблица 5 – Затраты на годовой выпуск деталей с использованием базовогои модернизированного оборудованияСтатьи затрат Затраты, руб./год Базовый вариант Модерн. вариант 1. Заработная плата с отчислениями 88389 77782,32 2. Затраты на электроэнергию 14639,49 12793,07 3. Амортизационные отчисления 31200 17233,45 4. Затраты на текущий ремонт 9480 5230,03 5. Затраты на содержание здания 1440 720 6. Затраты на инструмент 35937,5 31625 Итого 181085,99 145383,87
 
Штучная технологическая себестоимость
Штучная технологическая себестоимость (Сшт техн, руб./шт.) рассчитываетсяпо формуле:

/> (5.29)
/>
/>
Расчет годовой экономии от снижения себестоимости
Экономия от снижения себестоимости, (С изм, руб./год) рассчитывается по формуле:
/> (5.30)
 
/>
Расчет приведенных затрат
Годовые приведенные затраты
Годовые приведенные затраты, (Зпривгод, руб./год)рассчитываются по формуле:
/> (5.31)
где Е н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, руб./год/руб.;
/>
/>
Удельные приведенные затраты
Удельные приведенные затраты, (Зприв уд, руб./год) рассчитываются по формуле:

/> (5.32)
/>
/>
Расчет годового экономического эффекта
Годовой экономический эффект (Эгод, руб./год) рассчитывается по формуле:
/> (5.33)
/>
Результаты расчетов проекта сведены в таблицу 6
Таблица 6 – Технико-экономические показатели проектаПоказатели
Единица
измерения
Базовый
вариант
Модерн.
вариант 1 Годовая программа шт./год 25000 25000 2 Штучное время мин/шт 5 4,4 3 Снижение трудоемкости % 13,63 4 Количество оборудования ед 2 1 5 Годовая производительность оборудования шт./год 22480 25546 6 Коэффициент роста производительности оборудования 1,13
7 Капитальные вложения в т.ч.:
– в оборудование;
– в здание руб.
348000
300000
48000
190335
166335
24000
8 Технологическая себестоимость годового выпуска руб./год 181086 145384 9 Экономия от снижения себестоимости руб./год 35702 10 Годовые приведенные затраты руб./год 233286 173934 11 Годовой экономический эффект руб./год 59352
 

6. Безопасность труда
 
6.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда
Повышение технической оснащенности, применение новыхматериалов и конструкций, увеличение скоростей и мощностей машин оказываютвлияние на характер и частоту несчастных случаев и заболеваний на производстве.
Ликвидация производственного травматизма и профессиональныхзаболеваний требует проведения работ и исследований, а также постоянногоконтроля технологических агрегатов, обеспечивающих противопожарнуюбезопасность, состояние воздушной среды и других факторов, оказывающихнеблагоприятное влияние на работающих.
Правильное освещение обеспечивает возможность нормальной производственнойдеятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервнойсистемы и безопасность на производстве в значительной мере зависит от условийосвещения. От освещения также зависят производительность труда и качествовыпускаемой продукции.
Естественное освещение какой-либо точки в помещениях характеризуетсякоэффициентом естественной освещенности, который принимается в пределах от 1 до5% (СНиП 23–05–95), фактическое значение коэффициента естественной освещенностисоставляет 2%. При неудовлетворительном освещении зрительная способность глазаснижается, и могут появиться близорукость, резь в глазах катаракта, головныеболи.
В механическом цехе, где установлен станок, рекомендуется общееосвещение. Конструкция самого станка предусматривает местное освещение лампамимощностью от 150 до 200 Вт, которое соответствует нормам освещенности нарабочем месте по СН и П 23–05–95. Естественное освещение помещенийосуществляется через световые проемы и выполнено в виде бокового освещения. Втемное время суток, а также при недостаточном естественном освещениипредусматривается искусственное освещение при помощи люминесцентных ламп, как впомещениях, так и на открытых площадках, проездах и т.п. Электрический свет нетолько заменяет естественное освещение, но и облегчает труд, снижает усталость
Наличие на предприятии значительного количества легковоспламеняющихсяи горючих жидкостей, твердых сгораемых материалов, большого количества емкостейи аппаратов, в которых находятся пожароопасные продукты под давлением,разветвленная сеть трубопроводов с запорно-пусковой и регулирующей арматурой ибольшая оснащенность электроустановками, является основной причиной повышенияпожарной опасности. Пожары могут возникнуть и из-за нарушения технологическогорежима. Это связано с большим разнообразием и сложностью технологическихпроцессов, так как помимо операций механической обработки материалов и изделийвключают процессы очистки и обезжиривания, сушки и окраски, связанные с использованиемвеществ, обладающих высокой пожароопасностью. По степени взрывоопасности цехотносится к категории Д – помещения и здания, где обращаются технологическиепроцессы с использованием твердых негорючих веществ и материалов в холодномсостоянии (механическая обработка металлов). С позиции пожарной безопасностицех относится к 3 классу опасности.
Основы противопожарной защиты предприятий определены стандартами(ГОСТ 12.1.004–88). Этими стандартами возможная частота пожаров допускаетсятакой, чтобы вероятность возникновения в течение года не превышала 10-6.
В целях пожарной безопасности необходимо соблюдение мер попожарной безопасности: строительно-планировочные; технические; способы исредства тушения пожаров; организационные.
Строительно-планировочные меры определяются огнестойкостью зданийи сооружений (выбор материалов конструкций: сгораемые, несгораемые,трудносгораемые) и пределом огнестойкости – это количество времени, в течениекоторого под воздействием огня не нарушается несущая способность строительныхконструкций вплоть до появления первой трещины.
Все строительные конструкции по пределу огнестойкостиподразделяются на 8 степеней от 1/7 ч до 2 ч. (количество времени, втечение которого под воздействием огня не нарушается несущая способностьстроительных конструкций вплоть до появления первой трещины).
Для данного цеха используются материалы с пределом стойкости от 1–5степеней. В зависимости от степени огнестойкости определяются наибольшиедополнительные расстояния от выходов для эвакуации при пожарах (5 степень – 50 м).
Для пожарной безопасности предусматривается такоеустройство внутризаводских дорог, которое должно обеспечивать беспрепятственныйудобный проезд пожарных автомобилей к любому зданию. Возникновение пожара взданиях сопровождается выделением большого количества дыма. Удаление газов идыма из помещений следует производить через оконные проемы, дымовые люки.
Механический цех, где установлен проектируемый станок,рекомендуется оборудовать автоматическими средствами обнаружения пожаров, а также предусмотреть наличие огнетушителей типа ОХВП-10 из расчета один огнетушительна 50 м2 площади цеха и бака для воды из расчета на трехчасовоетушение пожара. Для осуществления тушения загорания водой в системеавтоматического пожаротушения рекомендуется использовать устройства спринклерыи дренкеры. Их недостаток – распыление происходит на площади до 15 м2.
Также необходима организация пожарной охраны на предприятии,военизированная структура, которая подчиняется МВД. Ответственный директор,главный инженер. В ведении главного инженера находится пожаротехническаякомиссия, которую он возглавляет.
Работа станка сопровождается шумом и вибрацией. Уровеньшума достигает от 80 до 90 дБА, что оказывает вредное влияние на организмрабочего и производительность труда. Утомление рабочего из-за сильного шумаувеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм.Предельно допустимый уровень шума – 85 дБА по ГОСТ-12.1.003–83.
Для уменьшения шума в станке предлагается применятьпринудительную смазку трущихся поверхностей, а так же балансировку вращающихсяэлементов станка. Также возможно снижение шума в источнике его возникновенияпутем замены коробки подач на вариант безударного действия. Снижение шума: 10–40дБА.
Вибрация может и не вызывать болезненных ощущений, нозатрудняет проведение производственных процессов. Однако продолжительное еёвоздействие может быть причиной возникновения виброболезни. Виброболезньотносится к основным профессиональным заболеваниям, эффективное лечение которыхвозможно лишь на ранних стадиях.
Для уменьшения вибраций, возникающих при работе на станке,во время установки оборудования ставят под станок виброопоры.
Проектируемый нами станок работает от электрической сети, напряжение380 В. В связи с этим существует опасность поражения рабочего электрическимтоком в результате несоблюдения установленных требований или неумелом обращениис электрооборудованием. Электрооборудование, находящееся в цехе, должно имеетбрызгозащитное, закрытое обдуваемое исполнение. Для защиты от пораженияэлектрическим током на проектируемом станке предусматриваем защитноезаземление, сопротивление которого 4 Ом. Принцип действия заземления: снижениенапряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением (в случае аварийнойситуации) и землей, до безопасной величины. Кнопки на пульте управлениязащищаем от попадания масла и различной пыли на контакты, что предотвратиткороткое замыкание.
Работая на металлорежущем станке, рабочий может получитьтравму с тяжелыми последствиями, в зависимости от фактора, из-за которогопроизошла травма. К числу таких факторов относятся открытые вращающиесяэлементы: режущий инструмент, обрабатываемая деталь, зубчатые и ременныепередачи, стол станка и рукоятка управления. Особая опасность создается вслучаях, когда возможен захват одежды рабочего движущими частями. В связи сэтим необходимо использовать защитные ограждения и кожухи.
В целях удобства эксплуатации рекомендуется применятьмеханизм переключения скоростей селективного действия Переключение скоростей внем осуществляется при помощи одной рукоятки
Рабочие в процессе производственной деятельностиобеспечиваются специальной одеждой для защиты от общих производственныхзагрязнений по ГОСТ 12.4.609–82 тип А, тип Б и полусапогами мужскими по ГОСТ12.4.164–85.
Микроклимат на рабочем месте характеризуется: температурой;относительной влажностью; скоростью движения воздуха на рабочем месте;интенсивностью теплового излучения; барометрическим давлением.
Фактические значения параметров микроклимата в помещении цехаследующие:
– в холодный период года: температура воздуха 18С;относительная влажность воздуха 40%; скорость движения воздуха 0,3 м/с;
– в теплый период года: температура воздуха 23С;относительная влажность воздуха 60%; скорость движения воздуха 0,2 м/с;
Несоответствие микроклиматических условий для рабочей зоны согласноГОСТ 12.1.005–88 может привести к ухудшению здоровья рабочего. При воздействиивысокой температуры воздуха, интенсивного теплового излучения возможен прогреворганизма. Особенно неблагоприятные условия возникают в том случае, когданаряду с высокой температурой в помещении наблюдается повышенная влажность,ускоряющая возникновение перегрева организма. Вследствие резких колебанийтемпературы в помещении, сквозняков на производстве могут быть простудныезаболевания.
Нормативные показатели микроклимата: давление – от 550 до 950 ммрт. ст., относительная влажность воздуха – от 40 до 60%, скорость движениявоздуха – от 0,2 до 0,5 м/с и оптимальная окружающая температура – от 19до 25º С.
Для создания нормальных микроклиматических условий в цехепредусматриваем механическую приточно-вытяжную вентиляцию. В этой системевоздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжнойвентиляцией, работающими одновременно. Достоинством механической вентиляцииотносительно естественной является: независимость от погодных условий; наличиесистем очистки. Недостатком – затраты при проектировании.
Для обогрева помещений в холодное время года предусматриваемсистемы водяного и воздушного отопления. Система отопления компенсирует потеритеплоты через строительные ограждения, а также нагрев проникающего в помещениехолодного воздуха, поступающих материалов и транспорта.
Технологический процесс сопровождается выделением в воздух производственныхпомещений вредных веществ – паров, газов, твердых и жидких частиц. Примеханической обработке и уборке помещений образуется стальная пыль. Предельнодопустимая концентрация стальной пыли составляет 2 мг/м3 (ГОСТ12.1.005–88). Фактическая концентрация стальной пыли 3 мг/м3.
В целях оздоровления воздушной среды рекомендуется проводить среднююочистку (концентрация 100 – 1 мг/м3 вредных веществ) с применениемфильтров и пылеуловителей
Фильтры – устройства, в которых для очистки воздуха используютсяматериалы, способные осаживать или задерживать пыль
Очистка воздуха при использовании пылеуловителя осуществляется засчет действия сил тяжести и сил инерции.
6.2 Расчет защитного заземления
Защитным заземлением называетсяпреднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентомметаллических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением /9/.
Корпуса электрических машин и другиенетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании ихтоковедущих частей на корпус. Если корпус при этом не имеет контакта с землей,прикосновение к нему также опасно, как и прикосновение к фазе. Если же корпусзаземлен, он окажется под напряжением (Uз, В), равным:
U3 = I3 R3,                     (6.1)
где U3-напряжениезаземления, В;
I3-ток, стекающий в заземление, А;
R3-сопротивление стекающего тока, Ом.
Человек, касающийся этого, корпуса попадаетпод напряжение прикосновения (Uпр, В), равным:
Uпр = U3 1 2,                                  (6.2)
где Uпр– напряжениеприкосновения, В;
1 – коэффициент напряженияприкосновения;
2 – коэффициент напряжения.
Выражение показывает, что чем меньше R3и 1, тем меньше ток через человека, стоящего наземле и касающегося корпуса оборудования, который находится под напряжением.Таким образом, безопасность обеспечивается путем заземления корпусазаземлителем, имеющем малое сопротивление заземления R3 и малыйкоэффициент напряжения прикосновения 1.
Защитное заземление может бытьэффективно только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается уменьшениемсопротивления заземления. Это возможно в сетях с изолированной нейтрально, гдепри глухом замыкании на землю или на заземленный корпус ток не зависит от проводимости(или сопротивления) заземления.
Чтобы уменьшить шаговые напряжения запределами контура, в грунт закладывают специальные шины.
Расчетный ток замыкания на землю –наибольший возможный в данной электроустановке ток замыкания на землю.
В сетях напряжением до 1000 В токоднофазного замыкания на землю не превышает 10 А, так как даже при самом плохомсостоянии изоляции и значительной емкости сопротивления фазы относительно землине бывает менее 100 Ом (Z100 Ом). Отсюда токзамыкания на землю, Ih, А, в сети напряжением 380 В равен:
/>.                   (6.3)
В «Правилах безопасной эксплуатацииэлектроустановок» нормируются сопротивления заземления в зависимости отнапряжения электроустановки.
В электроустановках напряжением до 1000В сопротивление заземления должно быть не выше 4 Ом.
Цель расчета заземления – определитьчисло и длину вертикальных элементов, длину горизонтальных элементов(соединительных шин) и разместить заземлители на плане электроустановки, исходяиз регламентированных Правилами значений допустимых сопротивлений заземления,напряжения прикосновения и шага, максимального потенциала заземлителя или всехуказанных величин.
Расчет простых заземлителей производитсяв следующем порядке:
– определяется расчетный токзамыкания на землю, принимаем Ih=11,4 A, что обосновано выше;
– определяется расчетное удельноесопротивление грунта с учетом климатического коэффициента
расч=изм,                                              (6.4)
где изм = 1102– удельное сопротивление грунта (для суглинков);
 =1,8 – климатический коэффициент (при влажности 10–12%).
расч = 11021,8 = 180 Омм;
– сопротивление естественныхзаземлителей Re=5,7 Ом;
– определяется сопротивлениеискусственного заземлителя, если считать, что искусственные и естественныезаземлители соединены параллельно и общее их сопротивление не должно превышатьнорму R3, Ом:
/>,              (6.5)
Так как к заземляющему устройствуприсоединяется корпус оборудования напряжением до 1000 В, сопротивлениезаземляющего устройства должно удовлетворять двум условиям: /> и R3 4 Ом. По первому условию
/>, принимаем R3= 4 Ом как наименьшую.
/>.
– сопротивление одиночноговертикального заземлителяRст.од, Ом, рассчитывается поформуле:
/>, (6.6)
где d= 0,035 м –эквивалентный диаметр стержней;
l= 2,5 м  длинастержня;
Н = 2,25 м – глубина заложения отсередины заземлителя до поверхности грунта;
/> = 57,3.
– предварительно разместивзаземлители на плане, определим число вертикальных заземлителей и расстояниямежду ними, по этим данным определяем коэффициент использования вертикальныхстержней ст.
Длина соединительной полосы (шины) равнапериметру прямоугольника 31 м2, т.е. 8 м.Вертикальные стержни размещаются по углам прямоугольника, всего 4 стержня, ст= 0,66.
Сопротивление соединительных полос Rn,Ом, с учетом коэффициента использования полосы n = 0,45,рассчитывается по формуле:
/>, (6.7)
где l = 8 м – длина шины;
b = 0,1 м – ширина шины;
H= 1 м – глубина заложения;         
/> = 25,61 Ом
– требуемое сопротивлениерастеканию вертикальных стержней, Rcm, Ом, рассчитывается поформуле:
/>, (6.8)
/>.
– окончательно определяется число n,шт., вертикальных стержней:
/>, (6.9)
/>= 3,08  3.
Проведенные расчеты показали, что 4штуки вертикальных стержней обеспечивают надежное заземление и предупреждениенесчастного случая на участке.
6.3 Возможныечрезвычайные ситуации на объекте
В процессе осуществлениятрудовой деятельности существует опасность возникновения чрезвычайной ситуации/10/.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) –внешне неожиданная, внезапно возникающая обстановка, которая характеризуетсярезким нарушением установившегося процесса, оказывающая значительное отрицательноевлияние на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальнуюсферу и окружающую среду.
Под источником чрезвычайнойситуации понимают опасное природное явление, аварию или опасное техногенноепроисшествие, распространение инфекционных заболеваний, в результате чегопроизошла или может возникнуть ЧС.
Для предупреждениявозникновения пожара необходимо оборудовать помещение производственного цехасредствами пожарной сигнализации. Наиболее надежной системой пожарнойсигнализации является электрическая пожарная сигнализация. Наиболее совершенныевиды такой сигнализации дополнительно обеспечивают автоматический ввод вдействие предусмотренных на объекте средств пожаротушения.
Для ликвидации начинающихся очаговпожара силами персонала, помещение оборудовано по действующим нормам первичнымисредствами пожаротушения, пожарным ручным инструментом и пожарным инвентарем.Для тушения электроустановок под напряжением до 380 В. Предусмотреноприменение углекислотных (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8) или углекислотно-бромэтиловыхогнетушителей (ОУБ-3, ОУБ-7). При возникновении пожара необходимо вызватьпожарную команду и отключить электропитание, эвакуацию людей производить через входныедвери и запасные выходы. При тушении пожара следует учитывать недопустимостьприменения воды, так как это может стать причиной возникновения короткихзамыканий и поражений электрическим током.
Возможные ЧС на объекте присходе с рельса емкости содержащий хлор.
6.4 Оценка химической обстановки на объектах привыбросах сильнодействующих ядовитых веществ
 
Хлор
При нормальных условиях этот газ желто-зеленого цвета с резкимраздражающим запахом. При обычном давлении затвердевает при температуре -101 ºСи сжижается при температуре – 34 °С. Плотность газообразного хлорапримерно в 2,5 раза больше плотности воздуха, вследствие чего хлор стелиться поземле, скапливается в низинах, подвалах, колодцах, тоннелях, по берегамрек,озер /19/.
Используется он в производстве хлорорганических соединений, применяетсядля отбеливания тканей и бумажной массы, обеззараживания питьевой воды, какдезинфицирующее средство и в других отраслях промышленности.
Следует помнить, что предельно допустимые концентрации (ПДК) хлорав атмосферном воздухе следующие:
-среднесуточная концентрация вещества в атмосфере населенных мест –0,03 мг/м3;
-предельно-допустимая максимальная разовая концентрация вещества в атмосференаселенных мест – 0,1 мг/м3;
– ориентировочный безопасный уровень воздействия вещества ввоздухе рабочей зоны – 1 мг/м3/Н.Ф. Измеров, В.И. Саноцкий,К.К. Сидоров, 1997/.
Поражение возможно в основном через дыхательные пути, в меньшейстепени – вследствие попадания капель на незащищенную кожу и слизистыеоболочки. Оказывает сильное раздражающее действие на слизистую верхнихдыхательных путей.
В легких случаях пораженные жалуются на першение в горле, жжение ичувство стеснения в груди, охриплость голоса, сухой кашель, затрудненноедыхание, легкая синюшность губ, резь в глазах, слезотечение.
При отравлениях средней тяжести наблюдается выраженная синюшность,дыхание учащенное, мучительный сухой лающий кашель («хлорный кашель»), в легкихсухие и влажные хрипы.
В тяжелых случаях возможно развитие бронхита, бронхопневмонии;общее состояние тяжелое, выраженная синюшность, кашель, одышка, повышениетемпературы. Наибольшую опасность представляет возможность развитие отекалегких: увеличивается одышка, дыхание клокочущее, отделение слизистой мокроты ипенистой жидкости желтовато-розового цвета, учащенное сердцебиение, в легкихбольшое количество влажных хрипов.
В очень тяжелых условиях отравления может наступить молниеноснаясмерть в результате рефлекторной остановки дыхания. Иногда дыхание останавливалосьчерез 5–25 минут после вдыхания газа нередко смерть наступает от химического ожогалегких.
Первая медицинская помощь в очаге поражения, осуществляемая впорядке само и взаимопомощи:
– промыть глаза водой, лучше 2% раствором питьевой соды;
– надеть противогаз или ватно-марлевую повязку, смоченную 2% растворомпитьевой соды;
-обработать пораженные участки кожи мыльным. раствором;
-немедленно покинуть очаг поражения, лучше транспортными
 средствами.
Планирование мероприятий по защите от сильнодействующих ядовитыхвеществ при производственных авариях
План организационных мероприятий включает:
-  организацию и поддержание в постоянной готовности системы оповещениярабочих и служащих объекта и проживающего вблизи населения об опасностипоражения СДЯВ и порядок доведения до них установленных сигналов оповещения;
-  согласование с местным управлением по делам ГО и ЧС вопросов ис -
пользования в случае необходимости формирований других объектов
и городских средств оповещения. Порядок представления донесений
о возникновении очагов поражения;
-  обучение личного состава формирований гражданской обороны объектавыполнению конкретных работ по ликвидации очагов заражения, образованных СДЯВ,которые имеются на объекте;
-  накопление для обеспечения всех рабочих и служащих объекта, хранениеи поддержание в готовности средств индивидуальной защиты (промышленныхпротивогазов определенных марок, изолирующих и гражданских противогазов,средств защиты кожи;
-  изыскание полупродуктов, продуктов и отходов производства, при -
годных для дегазации СДЯВ, подготовка необходимого оборудования дляприготовления дегазирующих растворов и их подачи к местам возможных аварий,приспособление техники и приборов для проведения дегазационных работ.
К основным мероприятиям инженерно-технического характера, которыепредусматриваются в плане, относятся следующие:
– оборудование емкостей, коммуникаций и производственныхустановок со СДЯВ автоматическими и ручными устройствами, предотвращающимиутечку СДЯВ в случае аварии (клапаны отеекатели, клапаны избыточного давления,терморегуляторы, перепускные или сбрасывающие устройства и т.д.);
– возможное усиление конструкций емкостей и коммуникаций со СДЯВили устройство над ними ограждений для защиты от повреждения обломкамистроительных конструкций при аварии (особенно на пожаро- и взрывоопасныхпредприятиях);
– строительство под хранилищами с некоторыми ядовитыми веществамиподземных резервуаров с водой для приема СДЯВ, чаш, ловушек (аварийных амбаров)и направленных стоков;
-  рассредоточение запасов СДЯВ, строительство для них заглубленных,или полузаглубленных хранилищ;
-  оборудование рабочих помещений объекта средствами аварийной
сигнализации.
В плане по ликвидации последствий аварии предусматриваются следующиемероприятия:
-  оповещение личного состава формированной о немедленном сборе;
-  проведение разведки очага заражения и обозначение границ;
-  оцепление очага заражения;
-  проведение непрерывного метеорологического наблюдения и порядок информациио направлении движения паров СДЯВ (облака зараженного воздуха);
-  укрытие в защитных сооружениях или вывод за границы очага заражениярабочих, служащих и населения;
-  проведение спасательных работ и оказание медицинской помощи пострадавшим;
-  проведение неотложных аварийно-восстановительных работ по ликвидации(локализации) аварии;
-  проведение работ по дегазации СДЯВ в местах его выделения в атмосферуи на путях распространения паров;
-  дегазация территории, сооружений и оборудования;
-  полная специальная обработка.
Организация нейтрализации и обеззараживания СДЯВ Локализация зоныхимического заражения на пути распространения ядовитого облака производитсяводяной завесой с помощью пожарных машин. Личный состав одевает средстваиндивидуальной защиты,
Вылившиеся СДЯВ засыпают слоем сыпучих материалов:
– землей;
-  песком;
-  шлаком
причем слой должен быть 15–25 см.
В дальнейшем этот материал собирают в специальные емкости и вывозятв специальные места – площадки обеззараживать.
Грунт, зараженный горючим СДЯВ, заливают керосином и выжигают.
Такие работы проводят и нейтрализующими растворами.
В зимнее время, если есть снег, его сгребают в кучи, валы, грузятснегопогрузчиком на транспортные средства и вывозят в отведенные места.
Все работы проводят без перерыва до полного их завершения:
1)Организация прямой (телефонной) связи между диспетчерами объектови оперативным дежурным ГЗГТУ – городского запасного пункта управления;
2)с получением данных дежурный ГЗПУ в любое время суток через РТУ(радиотехническое управление) передает речевое сообщение;
3)для дублирования сигналов оповещения предусмотрено задействоватьмашины милиции с громкоговорящими установками, направляя их по заранееопределенным маршрутам.
4) на объекте устанавливаются аварийные пускатели в различных местах.
Кто первый обнаружил утечку СДЯВ при помощи пускателя подаетсигнал тревоги, который поступает:
— кдиспетчеру объединения;
— нагазоспасательную станцию;
— ввоенизированную пожарную команду;
— вмедико-санитарную часть.
Оценка химической обстановки на объектах, имеющих сильнодействующиеядовитые вещества
Оценка химической обстановки на объектах включает:
1) определение размеров и площади зоны химического заражения;
2) определение времени подхода зараженного воздуха к объекту;
 3) определение времени поражающего действия;
4) определение границ возможных очагов химического поражения;
5) определение возможных потерь людей в очагах химического поражения.
Определение размеров и площади зоны химического заражения
Глубина распространения облаков зараженного воздуха с поражающимиконцентрациями СДЯВ на открытый местности, км. (емкости обвалованы, скоростьветра 1 м/с). На объекте находится 10 тонн хлора, при инверсии находим потаблице 1, глубина распространения облаков зараженного воздуха составляет 49 км.По таблице 2 определяем поправочный коэффициент для скорости ветра 3 м/с,он равен 0,45. Глубина распространения облака зараженного воздуха равна
49·0,45=12,5 км
В соответствии с примечание к таблице 1 глубина распространениязараженного воздуха уменьшаем в 1,5 раза. Следовательно, искомая глубина будетравна:
12,5: 1,5=8 км
Определяем ширину зоны химического заражения.
Ширина (Ш) зоны химического заражения зависит от степенивертикальной устойчивости воздуха и определяется по следующему соотношению:
Ш= 0,03 г. при инверсии
где Г – глубина распространения облака зараженного воздуха споражающей концентрацией в км.
Ш=0,03·Г=0,03·8=0,24 км
Площадь заражения определяется по таблице 3.
При глубине 8 которым она составляет 0,96 км.
Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту
Время подхода облака СДЯВ к заданному объекту зависит от скоростипереноса облака воздушными потоками и определяется по формуле:
t=X/V,
где X – расстояние от источника заражения дозаданного объекта в км;
V – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч(по таблице 4)
Объект расположен на расстоянии 1 км от города, метеоусловия:инверсия, скорость ветра 1 м/с.
Для скорости ветра 1 м/с в условиях инверсии по таблице 4находим, что скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздухасоставляет 5 км/ч.
Время подхода облака зараженного воздуха к городу:
t=1/5=0,2 часа
Определение времени поражающего действия
Время поражающего Действия СДЯВ зависит от времени его испаренияиз поврежденной емкости или с площади разлива. Время испарения некоторых СДЯВпри скорости ветра 1 м/с приведено в таблице 5. Значение поправочногокоэффициента «К», учитывающего время испарения СДЯВ в зависимости от скоростиветра, приведены в таблице 6.
На объекте в результате взрыва произошло разрушение обвалованнойемкости с хлором. Скорость ветра 1 м/с.
По таблице 5 находим, что время поражающего действия хлора (времяиспарения) при скорости 1 м/с равно 22 часов. По таблице 6 находим поправочныйкоэффициент для скорости ветра 1 м/с, он равен 1.

Заключение
 
Результаты модернизации поперечно–строгального станка модели 7307можно сформулировать в виде следующих выводов:
– изменена кинематика коробки скоростей, что позволилообеспечить необходимые частоты двойных ходов для повышения производительностистанка;
– произведена модернизация коробки подач станка;
– произведена модернизация узла ползуна;
– произведена модернизация узла суппорта;
– произведена модернизация кулисного механизма путем введениядополнительной детали – подшипников качения
Проведенные мероприятия по модернизации станка обеспечили повышениепроизводительности в 1,13 раз, снижение трудоемкости на 13,63%, снижениештучного времени 5,00 мин до 4,4 мин. Экономия от снижения себестоимостисоставила 35702 руб./год, годовой экономический эффект 59352 руб./год.

Список использованных источников
1 В.Т. Полуянов Технологическая модернизация металлорежущихстанков: – Свердловск: Уральский рабочий, 1961, – 370 с.
2 Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: Учебник длямашиностроительных техникумов. – М.: Машиностроение, 1978. – 389 с.
3 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г.Косиловой и др. – М.: машиностроение, 1985. – 496 с.
4 Проектирование металлорежущих станков и станочных систем:Справочник-учебник Т.2: Расчет и конструирование узлов и элементов станков /Под. ред. А.С. Проникова — М.: МГТУ им. Баумана; Машиностроение, 1995.-320 с.
5 Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки: Учебник/В.А. Гапонкин, Л.К. Лукашев, Т.Г. Суворова – М.: Машиностроение,1990.-448 с.
6 Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. – 8-еизд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.– 912 с.
7 Обработка металлов резанием: Справочник технолога /А.А. Панов,В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общей редакцией Панова. – М.: Машиностроение,1988. – 736 с.
8 Бабин М.Б., Котов В.Ф. Методические указания ккурсовой работе по организации производства. – Оренбург: ОГУ, 1997 – 49 с.
9 Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов / Под ред. Б.А. Князевского.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – 287 с.
10 Долина П.А. Справочник по технике безопасности. – М.:Энергия, 1993. – 149 с.
11 Бушуев В.В. Тенденции развития мировогостанкостроения // СТИН. – 2000. – №9. – С. 20–24.
12 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструированиеузлов и деталей машин. – М.: «Высшая школа», 2000. – 445 с.
13 Мамет О.П. Краткийсправочник конструктора-станкостроителя. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 1964. – 613 с.
14 Модернизация строгальных,долбёжных и протяжных станков / Под ред. А.Е. Прокоповича. – М.: МАШГИЗ, 1957. – 178 с.
15 Перель Л.Я. Подшипники качения. Расчет, проектированиеи обслуживание. Справочник. – М., Машиностроение, 1983. – 543 с.
16Руководство по эксплуатации поперечно-строгальных станков мод. 7307. Оренбургскийстанкостроительный завод.
17 Справочник технолога-машиностроителя.В 2-х Т. — Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-еизд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
18 Тарзиманов Г.А. Проектированиеметаллорежущих станков. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980.– 288 с.
19 Жилин А.Н. Винник В.И. Оценкахимической обстановки на объектах при выбросах сильнодействующих ядовитыхвеществ: Методические указания. – Оренбург: ОГУ, 2000. 24 с.