Введение
Древесина издавна является одним из наиболеераспространенных материалов, применяемых в различных отраслях народногохозяйства. Это объясняется тем, что она легко поддается обработке. Принебольшом удельном весе древесина обладает сравнительно высокой прочностью,малыми теплопроводностью, звукопроводностью и другими положительнымикачествами.
Деревообрабатывающая промышленность чрезвычайномногообразна, но в этом многообразии производств ведущее место занимаетлесопиление. Продукция лесопильного производства – пиломатериалы используютсяили непосредственно, или как сырье и полуфабрикаты (доски, брусья, бруски ит.п.) на самых различных предприятиях нашей страны.
Общая площадь Вологодской области составляет145,7 тыс. км, из них леса занимают 117 тыс. км2 с общим запасомдревесины 1,6 млрд. кубометров, в том числе эксплуатационный фонд составляет649 млн. кубометров, из них хвойных пород – 318 млн. кубометров. Ежегоднаярасчетная лесосека – 19,5 млн. кубометров.
Лесной комплекс области представляют более 200предприятий с общей численностью около 50 тыс. человек, в него входятлесохозяйственные, лесозаготовительные, деревообрабатывающие,целлюлозно-бумажные и мебельные предприятия.
Предприятиями лесопромышленного комплексапроизводится свыше 100 наименований лесобумажной продукции. Это – лесоматериалы,пиломатериалы, столярные изделия, бумага, целлюлоза, фанера,древесноволокнистые и древесностружечные плиты, обои, спички, мебель, жилые исадовые дома, различная лесохимическая продукция и другие товары народногопотребления. Вологодская область является одним из крупнейших в Россиипоставщиков лесопродукции.
Разнообразие оборудования и режущего инструментовдеревообрабатывающих предприятий объясняется большим числом методовмеханической обработки древесины и древесных материалов, применяемых приизготовлении продукции.
Обработка древесины и древесных материаловрезанием занимает ведущее место в деревообрабатывающих предприятиях, онаявляется наиболее сложной и дорогостоящей частью процесса производства изделийиз древесины.
Современные деревообрабатывающие станки являютсясложными технологическими машинами, в их состав входят механизмы резания,подачи, базирования, настройки и регулирования, загрузки и разгрузки заготовок.
Многообразие технологических операций,выполняемых деревообрабатывающими станками, полуавтоматами, автоматами истаночными линиями, предопределяет разнообразие и дереворежущих инструментов,используемых в деревообрабатывающих производствах.
Новые экономические условия третьего тысячелетия,в свою очередь, требуют сегодня от нас и внедрения новой техники, и применениеновых технологий в области деревообработки, в виду изменившегося характерапроизводства. Как результат, в данный момент нам необходимы и новые подходы вобласти лесного станкостроения, потому что со всей остротой стоит вопрос оповышении производительности деревообрабатывающих машин, добиваясь при этомповышения показателей характеризующих качество выпускаемой продукции. Этоприводит к потребности лесного станкостроения в высококвалифицированныхспециалистах, имеющих те знания и те навыки, которые позволяют им приниматьвполне адекватные решения для достижения поставленных целей.
Впредлагаемой работе разработана конструкция торцовочного станка модели Т1 дляпроизводства заготовок из древесины.
1.Состояние вопроса, анализ литературных источников, цель и задачи проекта
Главные задачи лесопильной и деревообрабатывающейпромышленности – это повышение производительности труда за счет внедренияпрогрессивной технологии и комплекса технических средств на всех стадияхпроизводства; повышение комплексного использования пиловочного сырья путемприменения рациональных технологий раскроя, сокращения потерь древесины притранспортировке и хранении, использование отходов лесопиления натехнологические цели и частично в качестве топлива; улучшение качественнойструктуры и повышение качества продукции путем увеличений объема выпуска сухих,обрезных, строганых пиломатериалов и заготовок целевого назначения, организациипроизводства новых видов пилопродукции с улучшенными потребительскимисвойствами. Одно из основных направлений развития лесопиления – повышениетехнического уровня производства путем внедрения прогрессивной технологии иновых видов высокопроизводительного оборудования.
В настоящее время на деревообрабатывающих предприятияхведущее место занимает обработка древесины и древесных материалов резанием. Онаявляется наиболее сложной и дорогостоящей частью процесса производства изделийиз древесины.
Современные деревообрабатывающие станки являютсясложными технологическими машинами, в их состав входят механизмы резания,подачи, базирования, настройки и регулирования, загрузки и разгрузки заготовок.Многообразие технологических операций, выполняемых деревообрабатывающимистанками, полуавтоматами, автоматами и станочными линиями, предопределяетразнообразие и дереворежущих инструментов, используемых в деревообрабатывающемпроизводстве.
Одним из основных видов резания древесиныявляется пиление. Это операция деления древесины на части многорезцовымизубчатыми инструментами – пилами, которые способны удалять из бревна илизаготовки слой древесины, превращая ее в стружку. Существует три основных видапил – рамные, ленточные и дисковые. Ленточные пилы представляют собой стальнуюбесконечную (в виде кольца) полосу с зубьями на одной (реже двух) кромке. Увсех пил зубья расположены на полотне, которое, кроме того, имеетприсоединительные конструктивные элементы: концы у рамных пил и отверстие удисковых, служащие для связи с рабочим органом станка и создания в пилеопределенного напряженного состояния. Ленточная пила располагается в станке надвух шкивах.
Важнейший размер пилы – толщина ее полотна.Толщина рамных пил S=1,6–2,5 мм при длине полотна L=100–1950 мм, длядисковых пил S=1–5 ммпри диаметре D=125–1600 мми для ленточных S=0,6–2,2 мм при длине, определяемой размерами шкивов станка ирасстоянием между ними.
При пилении всегда возникают силы, нормальные кбоковой поверхности полотна пилы. Эти силы уравновешиваются внутренними силамиупругости полотна пилы, возникающими при поперечной его деформации. Припостоянной величине деформации упругие силы тем больше, чем толще полотно именьше свободная длина рамных и ленточных и диаметр дисковых пил. Утолщениеполотна приводит к большому отходу древесины в стружку, поэтому поперечную жесткостьпилы увеличивают продольным растяжением внешними силами (полотна рамных иленточных пил) или центробежными силами инерции (полотна дисковых пил), а такжеорганизацией предварительного напряженного состояния полотна или дискавальцовкой и проковкой. Теория и практика пиления установили указанные величинытолщины пил в зависимости от длины полотна и диаметра диска.
Зубья пилы – резцы. При пилении работают трирежущих кромки, причем зубья пилы не только срезают стружку, но итранспортируют ее из закрытого пропила. В этом сложность резания при пилении.Между зубьями пилы располагаются впадины, заполняемые стружками по мередвижения зуба в древесине. В некоторых станках от полезной емкости впадинызависит производительность пилы. Форма (конструкция) зубьев различна при разныхвидах пиления.
Совершенствование конструкции пил, инструментов идеревообрабатывающих станков ведет к повышению качества пиления, то естькачества поверхности пропила, приближая его к качеству поверхности резания.Решение этой задачи позволит использовать пилы для конечного формированиязаготовок и деталей. На лесопильных рамах распиливаются сырые бревна.Получаемые на них доски при сушке меняют форму и размеры, поэтому конечноеформирование заготовок и деталей в подобном случае невозможно. Дисковые пилышироко используются для раскроя сухих досок на заготовки. В этом случае пилениедолжно быть усовершенствовано в такой степени, при которой получаемая послепиления поверхность не требует дополнительной обработки. Значительную роль играетправильное соотношение диаметра пилы и размера заготовки, а также ихотносительное положение.
Пилы – пока единственный инструмент, являющийсяделителем бревна на доски и досок на заготовки и детали. Они далеки отсовершенства, и в то же время у них есть качество, делающее их способнымивыдержать конкуренцию других возможных делителей древесины. Это качествозаключается в малой поперечной силе, с которой древесина действует при пилениина пилу, потому что незначительна сумма боковых поверхностей зубьев, скользящихпо плоскости пропила.
Существует два вида пиления древесины – продольноеи поперечное пиление (торцевание). Для торцевания чаще всего используютсядисковые пилы – дереворежущий инструмент высокой производительности, котораяопределяется большой скоростью резания. Диаметр дисковых пил в зависимости отих назначения изменяется от 125 до 1600 мм. Число зубьев пилы равно z = 26–72, шаг их t = 10–65 мм, толщинаполотна S =1–5 мм. Прочность диска допускает повышение скорости резания до 200–250 м/с.В действительности V=100–120 м/с. Скорость подачи возрастает с развитиеммеханизации и автоматизации операций по загрузке станков заготовками, приему ихи передаче в следующий по потоку станок.
Дисковые пилы при поперечном пилении бревен,досок, заготовок на короткие части образуют торцовые поверхности. Если припродольной распиловке поток заготовок в станок непрерывный, при поперечномпилении – прерывный. В круглопильных станках при поперечной распиловке скоростьподачи в некоторых случаях переменна и по величине, и по направлению. Изменениескорости подачи связывается с изменением высоты пропила при надвигании доски напилу или пилы на доску.
Размеры пил при поперечной распиловке зависят отразмеров распиливаемых заготовок и близки к размерам пил для продольнойраспиловки. Менее жесткие требования предъявляются только к толщине полотна.Это объясняется тем, что отход древесины в стружку (опилки) при поперечномраспиливании незначителен по сравнению с отходом при продольной распиловке.
Поверхность пропила, образуемая при поперечнойраспиловке, и торцовая поверхность детали в большинстве случаев не являютсяконструкционными, так как при торцевании древесина оказывает наибольшеесопротивление, что влияет она качество поверхности. Отношение к торцовойповерхности меняется в связи с целесообразностью и необходимостью сращиватькороткие отрезки заготовок в длинные доски и бруски. Это сращивание возможнопри соответствующей структуре поверхности, получаемой при пилении. Торцоваяповерхность не удовлетворяет в полной мере требованиям к склеиваемымповерхностям. Совершенствование поперечного резания должно привести к получениютакой торцовой поверхности, которая может быть склеена с любой другойповерхностью заготовки при достаточной прочности клеевого шва.
Для поперечного раскроя пиломатериалов влесопильном производстве применяются одно- и многопильные торцовочные станки.Однопильные торцовочные станки выпускаются четырех вдов: с неподвижнымсуппортом, маятниковые, балансирные и с прямолинейным перемещением плиты(суппортные). К многопильным торцовочным станкам относятся многопильныеторцовочные агрегаты: триммеры и слешеры. Примерами многопильных торцовочныхстанков могут служить Ц27К, ЦЗТ-2М, однопильных – ЦКБ-5, ЦМЭ-3, ЦПА-2, ТС-1, ЦКБ-40.
Торцовочный 27-пильный агрегат Ц27К предназначендля торцовки и одновременно для поперечного раскроя досок на стандартныеразмеры по длине (при градации через 250 мм) с вырезкой дефектных мест.
Агрегат состоит из следующих основных узлов:станины, пильных головок, конвейера подачи, привода конвейера,командноаппарата, привода рольганга и электрооборудования. В агрегатеустановлены 27 пил, каждая из которых может подниматься и опускаться напроходящую под ней доску независимо от других пил по команде оператора с пультауправления. Пильные головки приводятся в движение через цепные передачи отобщего приводного вала, смонтированного на станине.
Технические характеристики агрегата Ц27Кприведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Технические характеристики агрегатаЦ27К
Наименование параметра
Значение
Размеры обрабатываемых досок, мм:
длина
ширина
толщина
Количество пил, шт.
Диаметр пил, мм
Частота вращения пилы, мин-1
Производительность досок, шт./мин
3000–6500
80–300
13–100
27
600
2080
30–40
Торцовочная установка ЦЗТ-2М оборудованатранспортером с шестью цепями, двумя рольгангами, рольгангом мерных упоров итремя пилами с отдельными электродвигателями. Обрабатываемый материал подаетсяна пилы транспортером, шесть цепей которого приводятся в движение от отдельноготрехскоростного электродвигателя через редуктор и цепную передачу. Пилыустановлены непосредственно на валах специальных электродвигателей. Первая походу транспортера пила торцует комлевый конец доски, а две другие,расположенные за рольгангами, торцуют вершинный конец и вырезают дефектныеместа.
Технические характеристики установки ЦЗТ-2Мприведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2. Технические характеристики установкиЦЗТ-2М
Наименование параметра
Значение
Размеры обрабатываемых досок, мм:
длина
ширина
толщина
Количество пил, шт.
Диаметр пил, мм
Частота вращения пилы, мин-1
Окружная скорость пилы, м/с
3000–7000
60–300
12–100
3
500
2930
76
Торцовочный станок ЦКБ-5 предназначен дляпоперечного распиливания досок, горбылей, брусков, реек. Станок состоит изстанины, пильного вала и гидропривода подъема пилы. Пильный вал станкавращается в шарикоподшипниках, установленных в гнездах чугунной рамы станины.Пильный вал приводится во вращательное движение через ременную передачу отэлектродвигателя, установленного на чугунной плите. Плита поднимается нажатиемноги на педаль механизма гидросистемы, в которой через систему рычаговповорачивается заслонка цилиндра на определенный угол для прохода жидкости подплунжер, и одновременно включается электродвигатель.
Технические характеристики станка ЦКБ-5 приведеныв табл. 1.3.
Таблица 1.3. Технические характеристики станкаЦКБ-5
Наименование параметра
Значение
Наибольшая ширина распиливаемого материала, мм
Наибольшая высота пропила, мм
Наибольший диаметр пилы, мм
Частота вращения пилы, мин-1
Скорость резания, м/с
Наибольшая скорость движения суппорта, м/мин
350
150
700
1637
60
20–24
Торцовочный станок ЦПА-2 с прямолинейнымдвижением пилы и автоматической подачей состоит из станины, в головной частикоторой вертикально перемещается и поворачивается цилиндрическая направляющаяколонна, на которой напрессован корпус.
В корпусе смонтировано 12 подшипников, которыеслужат направляющими для горизонтального суппорта. В головной части суппортанаходится электродвигатель, на валу которого установлена пила.
Технические характеристики станка ЦПА-2 приведеныв табл. 1.4.
Таблица 1.4. Технические характеристики станкаЦПА-2
Наименование параметра
Значение
Наибольшая ширина распиливаемого материала, мм
Наибольшая высота пропила, мм
Наибольший диаметр пилы, мм
Частота вращения пилы, мин-1
Скорость резания, м/с
Наибольшее число двойных ходов
500
100
400
1910
62
35
Проектируемый торцовочный станок Т1 предназначендля поперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов.При обработке заготовок столь малых размеров на типовых деревообрабатывающихстанках происходит перерасход электроэнергии, мощности. Торцовочный станокмодели Т1 отличается несложной конструкцией, небольшими габаритами (см. чертежДП. 151001.10.23.113.02.00.000), малой мощностью, простотой в управлении ибезопасностью в работе. Это однопильный станок. Его уникальность заключается ввозможности перемещения каретки стола, на котором располагается заготовка, атакже в наличии системы упоров, ограничивающих ход каретки и служащих для фиксациизаготовок на столе. Станок снабжен двухкнопочной системой управления, чтоисключает возможность попадания рук рабочего в зону пиления.
Целью дипломного проекта является разработкаконструкции торцовочного станка модели Т1. Для осуществления заданной целинеобходимо решить следующие задачи:
– разработать общую компоновку станка;
– разработать конструкцию узлов станка;
– рассчитатьи спроектировать привод пилы.
2. Конструкторская часть
2.1 Назначение, характеристика и описание работыстанка
2.1.1 Назначение и техническая характеристикастанка
Торцовочный станок модели Т1 предназначен дляпоперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов.Область применения станка – цеха деревообрабатывающих предприятий и цеханебольшой мощности по глубокой переработке древесины.
Техническая характеристика станка приведена втабл. 2.1.
Таблица 2.1. Техническая характеристика станка
№ п/п
Наименование параметра
Значение 1 Параметры обрабатываемых досок, мм высота в пакете 90 длина не более 1500 2 Расчетная производительность, шт./мин 60 3
Частота вращения шпинделя, мин-1 3000 4 Скорость резания, м/с 60 5 Диаметр пилы, мм 400 6 Габаритные размеры станка, мм длина 1000 ширина 842 высота 1150 7 Масса станка, кг 250 Характеристика электрооборудования: 8 Род тока питающей сети Переменный, трехфазный 9 Частота тока, Гц 50 10 Напряжение, В 380 11 Количество электродвигателей на станке, шт. 1 12 Мощность электродвигателя, кВт 3 /> /> /> />
Станок оборудован двухкнопочным управлением: кнопкавключения электродвигателя привода пилы («Пуск»), кнопка выключенияэлектродвигателя привода пилы («Общий стоп»).
2.1.2 Описание работы станка
Пильный вал с пилой получает вращение отэлектродвигателя через клиноременную передачу и шкивы (см. чертеж ДП.151001.10.23.113.02.00.000).Пила осуществляет только вращательное движение без дополнительного перемещения.
Имеется каретка со столом для подачи материала.Каретка установлена на шарикоподшипниках с возможностью перемещения понаправляющим параллельно плоскости пилы. Для ограничения хода каретки служатамортизаторы из резины и упоры, установленные на направляющих.
На столе имеется съемный торцовочный упор,используемый для фиксации обрабатываемых заготовок.
Включениеэлектродвигателя привода пилы и перемещение стола (через микровыключатель)осуществляется одновременно от кнопки «Пуск» станка. В результате движениякаретки с закрепленной на столе заготовкой происходит распил материала.Обратное движение каретки осуществляется посредством пружины.
2.1.3 Основные части станка
Основные части станка: рама, каретка со столом,механизм пиления, патрубок.
Рама представляет собой сварную конструкцию изстальных профилей (см. чертеж ДП.151001.10.23.113.02.04.000), на которойкрепится электроаппаратура (выключатель, пускатель). Внутри рамы располагаетсямеханизм пиления (электродвигатель, установленный на качающейся подмоторнойплите, клиноременная передача, шпиндель, пила). Для безопасной работы станкарама с трех сторон закрыта стальными листами. Для доступа к пиле и двигателюимеется дверца-ограждение.
Стол каретки выполнен в виде сварной конструкциииз стальных плиты, ограждения, ребер, листов, упоров (см. чертеж ДП.151001.10.23.113.02.01.000).
Механизм пиления подробно рассмотрен в подразделе2.2.
Элементами безопасности на станке являются:ограждение, закрывающее верхнюю часть пилы; ограждение-кожух (патрубок),закрывающее нижнюю часть пилы и являющееся одновременно стружко- ипылеприемником. Патрубок имеет сварную конструкцию, выполненную из стальныхпрофилей.
Электрооборудование станка выполнено для питанияот сети переменного трехфазного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В. Номинальныйток вводного выключателя – 6,3 А. Для привода станка применен трехфазныйасинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
2.2 Расчет и проектирование привода торцовочногостанка
2.2.1 Разработка и описание кинематической схемыпривода
Кинематическая схема привода показана на рис. 2.1.
/>
Рис. 2.1 – Кинематическая схема привода
Составные части схемы:
1 – электродвигатель;
2 – шкивведущий;
3 – клиноременная передача;
4 – шкив ведомый;
5 – пильный вал;
6 – пила.
Вращение передается от электродвигателя черезклиноременную передачу, состоящую из ведущего и ведомого шкивов и двух ремней,к пильному валу, на который установлена пила. Пильный вал вращается на двухрадиальных подшипниках.
Исходные данные для проектирования:
Мощность на выходном валу привода, кВт 3
Частота вращения шпинделя, мин-1 3000
Диаметр пилы, мм 400
Скорость резания, м/с 60
2.2.2 Энергокинематический расчет привода
Для определения общего К.П.Д. привода необходимовыполнить анализ его кинематической схемы и определить источники потерь мощностипри ее передаче от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины. Вмеханических приводах потери мощности возникают во всех видах передач, вподшипниках валов.
Общий К.П.Д. привода определяется по формуле(2.1) [4]:
/>, (2.1)
где /> — общийК.П.Д. привода;
/> — К.П.Д.клиноременной передачи, />= 0,94…0,96;
/> – К.П.Д.пары подшипников качения, />= 0,99…0,995.
Подставляязначения в формулу (2.1) получаем общий расчетный К.П.Д. привода:
/>
Для выбора электродвигателя определяем требуемуюего мощность и частоту вращения.
Требуемая мощность электродвигателя определяетсяпо формуле:
/>, кВт,
где />-мощность на выходном валу привода, кВт;
/>кВт
Зная номинальные значения частот вращения валовэлектродвигателей, различных марок и значение частоты вращения выходного вала,определим возможные значения общего передаточного отношения привода изсоотношения (2.2):
/>, мин-1,(2.2)
где /> – частотавращения выходного вала привода, мин-1;
/> – общеепередаточное отношение привода.
Возможные значения общего передаточного отношенияиз формулы (2.2) равны:
/>
/>
/>
Общее передаточное отношение ио согласносхеме равно икл.п. Выбираем передаточное отношение близкое к единице– ио = 1.
Следовательно, берем синхронную частоту вращениядвигателя равной 3000 мин-1. Затем выбираем электродвигательмарки 4AH90L2У3 с техническими характеристиками: Р=3 кВт, nдв=3000 мин-1.
Получаемая частота вращения вала рабочего органапри использовании выбранного электродвигателя находится по формуле (2.3):
/> ,мин-1 (2.3)
/> мин-1
Относительная разница в скоростях выходного валасоставит:
/>, %
/>
Условие выполняется.
Определяем частоты вращения и вращающие моментына валах:
1) Частота вращения, угловая скорость, мощность ивращающий момент вала электродвигателя.
Частота вращения равна:
пдв =3000 мин-1
Угловая скорость вала определяется по формуле:
/>, рад-1 (2.4)
/> рад-1
Мощность равна:
Nдв=3 кВт
Вращающий момент на валу определяется по формуле:
/>, Н·м (2.5)
2) Частота вращения, угловая скорость, мощность ивращающий момент пильного вала.
Частота вращения по формуле (2.3) равна:
/>мин-1
Мощность (резания) на пильном валу с учетомперегрузки двигателя, так как работа повторно-кратковременная определяется поформуле:
/>, кВт,
где к1 – коэффициент перегрузки, к1=2.
/> кВт
Угловая скорость по формуле (2.4) равна:
/>рад-1
Вращающий момент на валу определяется согласноформуле (2.5):
/>, Н·м
/>Н·м
2.2.3 Проектирование клиноременной передачи
Исходные данные для проектирования:
Мощность на ведущем валу Р: 3кВт
Частота вращения ведущего вала n1= nдв: 3000 мин-1
Частота вращения ведомого вала n2: 3000 мин-1
Расчет проводим по методике, изложенной в [5].
Диаметр ведомого шкива определим по формуле:
/>, мм,
где Т2 – крутящий момент на ведомомвалу, Н-м
/>мм
Из стандартного ряда принимаем D2 =100 мм [4, т. 2].
Передаточное отношение ирем без учетаскольжения определяется по формуле:
/> (2.6)
/>
Определяем диаметр ведущего шкива D1 по формуле:
/>, мм, (2.7)
где ε – коэффициент упругого скольжения, ε= 0,01.
/> мм
По ГОСТ 1284.3–89 берем ближайшее значениедиаметра D1 =100 мм. Уточненное передаточное отношение определяем поформуле (2.7):
/>
/>
Действительная частота вращения пильного вала изформулы (2.6) будет равна:
/>, мин-1
/> мин-1
Находим расхождение с заданной частотой:
/>
Условие выполняется. Окончательно принимаем D1 = D2 =100 мм. Определяемлинейную скорость ремня по формуле:
/>, м/с
/>м/с
При этой скорости выбираем клиновой ременьсечением Б [6, т. 2] с площадью поперечного сечения F=138 мм2,параметры ремня – bр=14 мм, bo=17 мм, h=10,5 мм.
Минимальное межосевое расстояние определяем поформуле:
/>, мм
/>мм
Максимальное межосевое расстояние определяем поформуле:
/>, мм
/>мм
Предварительно принимаем арем = 400 мм.Расчетную длину ремня определяем по формуле:
/>, мм
/>мм
Принимаем по ГОСТ 1284.1–89 стандартное значение Lp =1400 мм.Действительное межосевое расстояние определяем по формуле:
/>, мм
/>= 543 мм
Для возможности установки и замены ремней должнабыть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 1%, т.е.примерно на 5,5 мм.
Угол обхвата ремня равен:
/>
/>
Т.к. α ³ 150°, значит, межосевоерасстояние оставляем тем же. Частоту пробега ремня определяем по формуле:
/>, с-1
/> с-1
По ГОСТ 1284.3–89 для D1=100 mm, Lp=1400 мм, n=3000 мин-1номинальная мощность Ро, передаваемая одним ремнем, равна 2,92 кВт.
Тогда расчетную мощность определим по формуле:
/>, кВт,
где Са – коэффициент угла обхвата, Са= 1;
CL – коэффициент длины ремня, CL = 0,9;
Си – коэффициент передаточного отношения, Си= 1;
Ср – коэффициент динамичности нагрузки, Ср= 1,2.
/>кВт
Расчетное число ремней равно:
/>,
где Cz – коэффициент числаремней, Cz = 0,95 при z = 2…3.
/>
Принимаем z = 2.
Предварительное натяжение каждой ветви ремня:
/>, Н,
где ρ – плотность материала ремня, ρ= 1250 кг/м3;
А – площадь поперечного сечения ремня, А= 138·10-6 м2.
/>Н
Силу давления на вал, когда ветви ремняпараллельны (u=1,α=180°), определим по формуле:
/>, Н (2.8)
Конструктивные размеры ведомого шкива [6, т. 2]:
расчетный диаметр шкива: dp =100 мм,
диаметр отверстия под вал: d0= 30 мм,
ширина шкива со ступицей: L = 54 мм,
расчетная ширина канавки: 1р = 14 мм,
расстояние между осями канавок: е = 19 мм,
расстояние между осью крайней канавки и торцомшкива: f= 12,5 мм,
другие параметры: b = 4,2 мм, h = 10,8 мм, b1 =17 мм, α =34°.
Внешний диаметр шкива находим по формуле:
/>, мм
/>мм
Диаметр впадин шкива равен:
/>, мм
/>мм
Длину ступицы находим по формуле:
/>, мм
/>мм
Ширину шкива определяем по формуле:
/>, мм,
где п – число канавок, п =2.
/>мм
Эскиз шкива представлен на рис. 2.2.
/>
Рис. 2.2 – Шкив ведомый
2.2.4 Ориентировочный расчет и конструированиепильного вала
Целью ориентировочного вала является определениеминимально возможного диаметра вала. При этом учитывается только крутящиймомент, а влияние изгибающего момента компенсируется понижением допускаемыхнапряжений при кручении.
Минимальный диаметр находим по формуле:
/>, мм,
где Тк – крутящий момент на пильномвалу, Н·м;
/> – допускаемоенапряжение при кручении (15…25) МПа, принимаем/>=15МПа.
/>мм
В соответствии с рядом линейных размеровпринимаем dmin = 20 мм.
Диаметр вала находим по формуле:
/>, мм
/>мм
Принимаем ступенчатую конструкцию вала. Диаметрыступеней под подшипники находим по формуле:
/>, мм
/>мм
Значение d2, d4 должно быть кратно пяти.
Диаметр третьей ступени вала находим по формуле:
/>, мм
/>мм
Диаметр пятой ступени равен:
d5 =32 мм.
Диаметр шестой ступени равен:
d6 = 30 мм.
Эскиз пильного вала представлен на рис. 2.3.
/>
Рис. 2.3 – Пильный вал
2.2.5 Эскизная компоновка узла пильного вала
Конструктивно выбираем шариковые радиальныеоднорядные подшипники 207 ГОСТ 1284.1–80.
Характеристики подшипника:
d=35 mm; D=72 мм; В=17 мм; г=2 мм; С=25,5 кН; Со=13,9кН.
Длину шпонки выбирают из стандартного ряда так,чтобы она была несколько меньше длины ступицы (на 5–10 мм).
Проверка шпонок на смятие узких граней должнаудовлетворять условию:
/>, МПа, (2.9)
где de – диаметр вала, мм;
h – высота шпонки, мм;
lр – расчетная длина шпонки, мм;
/> – допускаемоенапряжение при смятии, />= 20…30 МПа.
По формуле (2.9) расчетная длина шпонки равна:
/>, мм
Для d1=30 мм по ГОСТ 8789–78 выбираем параметрышпонки: b=8 мм,
h=7 мм, t=4 мм, t1=3,3 мм.
Тогда 1р равна:
/> мм
Длину шпонки находим по формуле:
/>, мм
/> мм
Принимаем из стандартного ряда l = 32 мм. Принимаемшпонки для шкива – 8x7x32, для пилы – 10x8x30.
Эскиз шпоночного соединения представлен на рис. 2.4.
/>
Рис. 2.4 – Шпоночное соединение
Эскизная компоновка пильного вала представлена нарис. 2.5.
2.2.6 Уточненный расчет пильного вала
Уточненный расчет вала проводится как проверочныйс целью определения коэффициента запаса усталостной прочности вала в опасномсечении.
Из предыдущих расчетов имеем величину сил,действующих на вал, и размеры вала. Рассчитаем реакции опор и построим эпюрыизгибающих и крутящих моментов. В расчете используем справочные данные [5].
Расчетная схема пильного вала представлена нарис. 2.6.
/>
Рис. 2.5 – Компоновка пильного вала
/>
Рис. 2.6. Расчетная схема пильного вала
Определим силы и моменты, действующие на пильныйвал. Усилие, действующее на вал от силы резания, находим по формуле:
/>, Н,
где Np – мощность резания с учетомперегрузки двигателя, кН;
Vp – скорость резания, м/с.
/>Н
Усилие от клиноременной передачи по формуле (2.8)равно:
Qкл =781,38 Н
Длины участков находим из компоновки (см. рис. 2.5.):
l1= 70 мм, l2 = 230 мм, l3 = 55 мм
Определим реакции опор в горизонтальной плоскостиXOY:
∑МВ = 0 (сумма моментовотносительно точки В равна 0)
/>
/>, Н
/>Н
∑MA = 0: (сумма моментовотносительно точки А равна 0)
/>
/>, Н
/>Н
Проверка: ∑Y = 0: (сумма проекций сил наось Yравна 0)
/>
/>
0=0
Проверка выполнена.
Определим реакции опор в вертикальной плоскости XOZ = 0:
∑МВ = 0 (сумма моментовотносительно точки В равна 0)
/>
/>, Н
/>Н
∑МА = 0: (сумма моментовотносительно точки А равна 0)
/>
/>, Н
/>Н
Проверка: ∑Z = 0: (сумма проекций силна ось Zравна 0)
/>
– 186,85 + 968,23 – 781,38 = 0,
0 = 0.
Проверка выполнена.
Определим изгибающие моменты (горизонтальнаяплоскость XOY):
точка С: МCY =0,
точка А: М AY = FK·l1 = 90 · 0,07 = 6,3 Н,
точка В: MBY =0,
точка D: МDY = 0.
Определим изгибающие моменты (вертикальнаяплоскость XOZ):
точка С: MCZ=0,
точка A: MAZ = 0,
точка В: MBZ = – Qкл · l3 = -781,38 · 0,055 = – 42,98Н,
точка D: MDZ =0.
Эпюры изгибающих моментов представлены на рис. 2.7.
/>
Рис. 2.7 – Эпюры изгибающих моментов
Определяем результирующие реакции опор:
/>, Н
/>Н
/>, Н
/>Н
Определяем результирующие изгибающие моменты:
/>, Н·м
/>Н·м
/>, Н·м
/>Н·м
Опасным является сечение в точке В.
При одновременном действии напряжений изгиба икручения коэффициент запаса усталостной прочности определяем по формуле:
/>, (2.10)
где nσ, nτ – коэффициенты запаса поизгибу и кручению;
[n] – допустимый коэффициент запаса усталостной прочности, [n]= 1,5…2,5.
Так как вал не работает на кручение, то расчетведем только по напряжениям изгиба.
Коэффициент запаса усталостной прочности поизгибу определяем по формуле:
/>, (2.11)
где /> – пределвыносливости стали при изгибе; />=410МПа;
/> — эффективныйкоэффициент концентрации напряжений при изгибе, />=1;
β – коэффициент влияния на предел усталости состоянияповерхности вала, β = 1,6;
/> – масштабныйфактор для нормальных напряжений, /> = 0,83;
/> – переменнаясоставляющая цикла напряжений;
/> — коэффициент,отражающий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на величину пределавыносливости, />= 0,1;
/> –постоянное напряжение цикла, /> = 0.
Переменная составляющая цикла напряжений равна:
/>, (2.12)
где Ми – изгибающий момент вопасном сечении, Н·м;
Wu – момент сопротивленияизгибу, мм.
Для опасного сечения:
/>, мм3
/> мм3
Переменная составляющая цикла напряжений поформуле (2.12) равна:
/>МПа
Коэффициент запаса усталостной прочности поизгибу определяем по формуле (2.11):
/>
Определяем коэффициент запаса прочности вала поформуле (2.10):
/>
Условие усталостной прочности соблюдается, т.е.вал обладает запасом прочности при усталостном разрушении.
2.2.7 Расчет подшипников на долговечность
Подшипник опоры В более нагружен, чем А, поэтомудальнейший расчет проводим для подшипника опоры В. В расчете используемсправочные данные [7].
Эквивалентную динамическую нагрузку длярадиальных подшипников определяем по формуле:
/>, Н,
где X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, X = 1, Y = 0;
Кк – коэффициент вращения, Кк = 1 привращении внутреннего кольца подшипника;
R – радиальная нагрузка, R = 968,62 Н (см. п. 2.2.6.);
А – осевая нагрузка, А=0;
Kσ – коэффициент безопасности,Kσ = 1,4;
Кτ – температурныйкоэффициент, Кτ = 1.
Тогда эквивалентную динамическую нагрузкуопределим как:
/>Н
Рассчитаем требуемую долговечность подшипников поформуле:
/>, ч,
где С – каталожное значение грузоподъемности,С = 25500 Н;
п – число оборотов вала, п = 3000 мин-1;
р – показатель степени наклонного участка кривойвыносливости, Р = 3 для шарикоподшипников.
Расчетный ресурс подшипников будет равен:
/>ч
При этом должно выполняться условие:
/>
36940,41 ³ 25000
Условие выполняется, подшипник пригоден.Окончательно выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники 207 ГОСТ1284.1–80.
3. Технологическая часть
3.1 Разработка технологического процессаизготовления пильного вала
3.1.1 Характеристика детали
Валы относятся к деталям типа тел вращения. Онишироко применяются в машиностроении и служат для передачи крутящего момента вприводах, редукторах, коробках передач, двигателях и других механизмах.
Валы изготавливают из проката – сортового илиспециального. Ступенчатые валы с большими перепадами диаметров изготавливают изпоковок и штамповок.
Деталь, для которой разрабатываетсятехнологический процесс – пильный вал торцовочного станка модели Т1. Ониспользуется в приводе главного движения и служит для передачи крутящегомомента от клиноременной передачи к дисковой пиле. Вал устанавливается вспециальном корпусе, крепящемся к раме станка, и вращается на двух радиальныходнорядных шарикоподшиниках.
Пильный вал является многоступенчатым (ступень030 мм, две ступени 035 мм, ступень 042 мм, ступень 032 мм),имеет наружную резьбу М30 и 3 шпоночные канавки (одна для крепления ведомогошкива, две для крепления дисковой пилы), также имеется квадрат для креплениядисковой пилы.
Материал, из которого изготовлен вал – сталь 40Х(легированная хромистая) – очень распространенный и не содержит дефицитных идорогостоящих добавок, поэтому считается недорогим. Сталь имеет высокий пределтекучести и выносливости, достаточный запас вязкости, хорошие механическиесвойства (особенно, сопротивление хрупкому разрушению).
Химический состав и механические свойства сталиприведены в табл. 3.1. и табл. 3.2.
Таблица 3.1. Химический состав стали 40Х, %
С
Si
Мn
не более
Ni
Сr S Р 0,37–0,4 0,17–0,37 0,5–0,8 0,045 0,045 0,3 1,5
Таблица 3.2. Механические свойства стали 40Х
σт, МПа
σb, МПа
d5, % ψ, %
αн, Дж/см2 НВ (не более) не менее горячекатаной отожженной 52 75 15 50 6 285 230
3.1.2 Анализ технологичности детали
Одним из факторов, существенно влияющим нахарактер технологических процессов, является технологичность конструкцииизделия и соответствующих его деталей.
При конструировании отдельных деталей необходимодостичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но также итребований наиболее рационального и экономичного изготовления изделия. В этом исостоит принцип технологичности конструкции.
Технологическая конструкция изделия должнапредусматривать:
– создание деталей наиболее рациональнойформы с легкодоступными для обработки поверхностями и достаточной жесткостью сцелью уменьшения трудоемкости и себестоимости механической обработки деталей ивсего механизма (необходимая жесткость деталей позволяет обрабатывать их настанках с наиболее производительными режимами резания);
– наличие на деталях удобных базирующихповерхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз ввиде бобышек, поясков и т.д.;
– наиболее рациональный способ получениязаготовок с размерами и формами, возможно более близкими к готовым деталям, т.е.обеспечивающими наиболее высокий коэффициент использования материалов инаименьшую трудоемкость механической обработки.
Пильный вал изготавливается из стали 40Х и имеетнесколько ступеней с небольшими перепадами диаметров, три открытые шпоночныеканавки, наружную и внутреннюю резьбу, квадрат. Для обточки вала возможноприменение проходных резцов. Для токарной обработки целесообразно применениестанков с числовым программным управлением. При обработке вала не требуетсяиспользование специальных станков и приспособлений. Сложность представляетустановка заготовки, так как вал имеет большую длину. Деталь нежесткая (/> > 2…4) и должнаобрабатываться в центрах или с поджатием задней бабки. Рабочий чертеж содержитвсе сведения, дающие полное представление о детали. На чертеже указаны всеразмеры с необходимыми отклонениями и требуемая шероховатость обрабатываемыхповерхностей. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей невызывает значительных трудностей при обработке заготовки.
В целом конструкция детали являетсятехнологичной.
3.1.3 Выбор заготовки
Метод выполнения заготовок для деталей машин определяетсяназначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями,масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.
Вопрос о целесообразности определенного видазаготовки может быть решен только после расчета технологической себестоимостидетали по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдавать той заготовке,которая обеспечивает меньшую себестоимость детали. Расчет выполнен по методике,изложенной в [8].
Себестоимость заготовок из проката определяем поформуле:
/>, руб.,
где Q – масса заготовки, кг;
S – цена 1 кг материала заготовки, S = 40 руб./кг;
q – масса готовой детали, кг;
Somx – цена 1 кг отходов, Somx = 6,5 руб./кг.
/>, руб.
Себестоимость поковок определяем по формуле:
/>, руб.,
где /> – коэффициенты,зависящие от точности, сложности, массы, марки материала и объема производствазаготовок.
/>, руб.
Исходя из материала, типа производства ипрограммы выпуска в качестве метода получения заготовки применяем сортовойпрокат. Этот способ является наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей.
Массу заготовки принимаем 5,7 кг, массу деталипринимаем 3,5 кг.
Коэффициент использования материала определяетсяпо формуле:
/>,
где тд – масса детали, кг;
т3 – масса заготовки, кг.
/>
Окончательно в качестве заготовки по ГОСТ 2590–71принимаем сортовой прокат: 045х454 мм.
3.1.4 Выбор типа производства
Тип производства по ГОСТ 3.1108–88характеризуется коэффициентом закрепления операций к з.о., которыйопределяется по формуле:
/>, (3.1)
где О – суммарное число различных операций;
Р – явочное число рабочих, чел.
Производим расчет на примере абразивно-отрезнойоперации, пользуясь справочными данными [8].
Определяем количество станков по формуле:
/> ,шт., (3.2)
где N – годовая программа выпуска, N = 5000 шт.;
Тшт – штучное время, мин; на данном этапепроектирования нормирование переходов и операций выполняем, пользуясьприближенными формулами;
Fd – годовой фонд работыоборудования, Fd = 3904 ч.;
кз.н. – нормативный коэффициент загрузкиоборудования, кз.н.=, 75…0,85.
/>шт.
Округляем количество станков, рассчитанное поформуле (3.2), до целого большего и получаем количество рабочих:
Р = 1 чел.
Определяем фактический коэффициент загрузкиоборудования по формуле:
/>
/>
Определяем количество операций, выполняемых наодном рабочем месте по формуле:
/>
/>
Аналогичный расчет выполняем для всех операций,данные заносим в табл. 3.3.
Таблица 3.3. Данные по технологическому процессу
Операция
Тшт, мин
mр, шт.
Р, чел.
Кэ.ф.
О Абразивно-отрезная 1,28 0,035 1 0,035 22 Фрезерно-центровальная 0,83 0,022 1 0,022 36 Токарная ЧПУ (черновая) 3,2 0,086 1 0,086 9 Токарная ЧПУ (чистовая) 6,01 0,162 1 0,162 5 Токарная ЧПУ (черновая) 3,73 0,1 1 0,1 8 Токарная ЧПУ (чистовая) 6,35 0,168 1 0,168 5 Шпоночно-фрезерная 3,21 0,087 1 0,087 9 Шпоночно-фрезерная 7,79 0,21 1 0,21 4 Фрезерная 0,74 0,019 1 0,019 42 Сверлильная 1,29 0,035 1 0,035 23 Круглошлифовальная 2,93 0,079 1 0,079 10 Круглошлифовальная 3,01 0,081 1 0,081 10
Суммарное число операций равно:
∑О = 22 + 36 + 9 + 5 + 8 + 5 + 9 + 4 + 42 +23 + 10 + 10 = 183
Явочное число рабочих равно:
∑О = 12 чел.
Коэффициент закрепления операций по формуле (3.1)равен:
/>
Так как 10
3.1.5 Расчет припусков на механическую обработку
Расчет припуска имеет очень большое значение впроцессе обработки детали при разработке технологических операций. Правильноезначение припусков на обработку заготовки обеспечивает экономию материала итрудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции, снижает себестоимостьизделий.
Существует два метода расчета припусков:аналитический (расчетный) и справочный (табличный). Для заданной поверхностидетали произведем расчет припусков аналитическим методом, а для остальныхразмеров припуски назначаем табличным методом.
Приведем пример расчета припуска на размер Ø42-0,25мм. Все расчеты ведем по рекомендациям [8].
Расчет припусков на обработку Ø42-0,25мм приведен в табл. 3.4., в которой записан технологический маршрут обработкиэтого размера и все значения элементов припуска.
Значения Rz и Т, характеризующиекачество поверхности заготовки, составляют соответственно 150 и 250 мкм. Далеедля каждого технологического перехода записываем соответствующие значения Rz и Т.
Таблица 3.4. Расчет припусков и предельныхразмеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø42-0,25мм
Технологические
переходы обработки размера Ø42-0,25 мм Элементы припуска, мкм
Расчетный припуск
2Zmin, мкм
Расчетный размер dр, мм Допуск d, мкм
Предельный
размер, мм Предельные значения припусков, мкм Rz Т ρ ε
dmin
dmax
/>
/> заготовка 150 250 742
-
- 44,3 1100 44,3 45,4 - - предварительное точение 50 50 37,1 2·1142 42,02 620 42,02 42,64 2280 2760
окончательное
точение 30 30 -
- 2·137,1 41,75 250 41,75 42 270 640
Определяем суммарное отклонение по формуле:
/>, мм, (3.3)
где ρк и ρц – пространственныеотклонения, мм.
/>, мм,
где ∆к – удельная кривизназаготовки;
l – длина заготовки, мм.
/>, мм,
где d – допуск на заготовку, d = 1,1 мм
/>мм
/>мм
По формуле (3.3) суммарное отклонение определимкак:
/>мм =742 мкм
Определяем остаточное пространственное отклонениепосле предварительного точения:
/>, мкм,
где ку – коэффициент уточненияформы, зависящий от типа обработки, ку=0,05.
/>мкм
Погрешность закрепления s заготовки в центрахравна 0.
Минимальные значения припусков определяем поформуле:
/>, мкм, (3.4)
где Rz – высота микронеровностей,мкм;
Т – глубина дефектного слоя, мкм;
ρ – пространственное отклонение, мкм;
ε – погрешность установки, мкм.
Определяем минимальные значения припусков длявсех переходов по формуле (3.4):
– при черновом точении
/>мкм
– при чистовом точении
/>мкм
Расчетный размер рассчитывается, начиная сконечного (чертежного) размера путем последующего прибавления минимальногоприпуска каждого технологического перехода.
/>, мм (3.5)
/>, мм,
где dном – номинальный размер (по чертежу), мм;
ei – нижнее отклонениеразмера, мм.
/>мм
Подставив численные значения в формулу (3.5),получаем:
– после чернового точения
/>мм
– после чистового точения
/>мм
Определяем наименьшие предельные размеры поформуле:
/>, мм,
где di – допуск для i-ro перехода, мм.
Значения допусков для каждого перехода принимаемпо таблице [8] в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.
/>мм
/>мм
/>мм
Определяем предельные значения припусков поформулам:
/>, мкм
/>, мкм
Предельные значения припусков равны:
– для чернового точения
/>мм =2280 мкм
/>мм =2760 мкм
– для чистового точения
/>мм = 270мкм
/>мм = 640мкм
На основании данных расчета строим схемуграфического расположения припусков и допусков по обработке размера Ø42-0,25мм (рис. 3.1).
Общие припуски Z0min и Z0max определяем, суммируяпромежуточные припуски:
/> мкм
/>мкм
Общий номинальный припуск равен:
/>, мкм,
где /> и /> – припуски заготовки идетали соответственно, мкм.
/>, мкм
/>
Рис. 3.1 – Схема графического расположенияприпусков и допусков на обработку размера Ø42-0,25 мм вала
Определяем номинальный диаметр размера:
/>, мм,
где /> — номинальныйразмер детали, мм.
/>мм
Производим проверку правильности выполненныхрасчетов:
/>мкм
/>мкм
/>мкм
/>мкм
На остальные обрабатываемые поверхности деталиприпуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505–74 и записываем их значения в табл.3.5.
Таблица 3.5. Припуски и допуски на обрабатываемыеповерхности валаРазмер Припуск Допуск табличный расчетный
Ø42-0,25 мм - 2–1,5 +0,4 -0,7 450 2–2,0 - ±0,6
3.1.6 Выбор оборудования
Выбор оборудования осуществляется на основаниитаких данных, как метод обработки, расположение, размеры обрабатываемыхповерхностей, габаритных размеров заготовки, количество инструментов в наладкестанка, обеспечение заданной производительности, эффективность использованиястанка по времени, мощности и др. В процессе обработки детали используетсянесколько видов станков. Краткая характеристика последних приведена ниже. Привыборе оборудования используем справочные данные [9].
Для отрезки заготовки применяемабразивно-отрезной станок модели 8А240, техническая характеристика которогоприведена в табл. 3.6.
Таблица 3.6. Техническая характеристика станкамодели 8А240
Наименование параметра
Значение
Размеры абразивного круга, мм:
диаметр
высота
400
3–4
Наибольшие размеры разрезаемого материала, мм:
круглого прутка
трубы
60
90 Длина отрезаемой заготовки по упору, мм 30–500
Частота вращения шпинделя, мин-1 2300 и 3820 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 10 Габаритные размеры, мм 1370x1160x2090
Для фрезерно-центровальной операции применяемфрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-71М, техническая характеристикакоторого приведена в табл. 3.7.
Полуавтомат предназначен для двустороннегофрезерования и зацентровки валов. Обеспечивается параллельность торцов иперпендикулярность их к оси детали, что дает возможность в дальнейшем их необрабатывать.
Таблица 3.7. Техническая характеристика станкамодели МР-71М
Наименование параметра
Значение Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 25…125 Длина обрабатываемой заготовки 200…500 Число скоростей шпинделя фрезы 6
Частота вращения шпинделя фрезы, мин-1 125…712 Число скоростей сверлильного шпинделя 6
Частота вращения сверлильного шпинделя, мин-1 238; 330 Мощность всех электродвигателей, кВт 13 Габариты станка, мм 3140x1630
Для токарных операций применяетсятокарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20ФЗС5, техническая характеристикакоторого приведена в табл. 3.8.
Станок предназначен для обработки в замкнутомполуавтоматическом цикле деталей типа тел вращения, включая нарезание резьбы.
Таблица 3.8. Техническая характеристикатокарно-винторезного станка с ЧПУ модели 16К20ФЗС5
Наименование параметра
Значение Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 400 Наибольшая длина продольного перемещения, мм 900 Наибольшая длина поперечного перемещения, мм 250
Диапазон скоростей вращения шпинделя, мин-1 12,5…2000 Число скоростей 22 Наибольшая скорость продольной подачи, мм/мин 1200 Скорость быстрого хода, мм/мин: продольная подача 4800 поперечная подача 2400 Наибольший шаг нарезаемой резьбы, мм 20 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 10 Габариты станка, мм 3140x1630
Для шпоночно-фрезерных операций применяем станокмодели 6Д91, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.9.
Станок предназначен для обработки шпоночных пазовконцевыми и шпоночными фрезами.
Таблица 3.9. Техническая характеристика станкамодели 6Д91
Наименование параметра
Значение Ширина фрезеруемого паза, мм 3…20
Диаметр обрабатываемого вала,
устанавливаемого в приспособлении, мм 8… 80 Наибольшая длина фрезеруемого паза, мм 300 Наибольшая разбивка паза, мм 1
Частота вращения шпинделя, мин-1 40… 4000 Продольная подача фрезерной головки, мм/мин 20… 1200 Поперечная подача фрезерной головки, мм/мин 15…30 Мощность электродвигателя, кВт: главного привода 2,2 привода подач 0,8 Габариты станка, мм 1320x1380
Для фрезерной операции применяемвертикально-фрезерный станок модели 6Р11, техническая характеристика которогоприведена в таблице 3.10.
Станок предназначен для фрезерования различныхдеталей из стали, чугуна, цветных металлов цилиндрическими, дисковыми,фасонными, торцевыми, концевыми и другими фрезами.
Таблица 3.10. Техническая характеристикавертикально-фрезерного станка модели 6Р11
Наименование параметра
Значение Размеры рабочей поверхности стола, мм 250х 1000 Наибольшее перемещение стола, мм:
Продольное
поперечное
вертикальное
630
200
350 Число скоростей шпинделя 16
Частота вращения шпинделя, мин-1 50… 1600 Число подач стола 16
Подача стола, мм/мин:
продольная и поперечная
вертикальная
35… 1020
14… 390
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:
продольного и поперечного вертикального
2900
1150 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт: 5,5 Габариты станка, мм 1480x1990x2360
Для сверлильной операции применяем станок модели2Н150, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.11.
Станок предназначен для сверления отверстий всплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, подрезкиторцов, нарезания резьбы метчиками и другие подобные операции.
Применение приспособлений и специальногоинструмента значительно повышает производительность станка и расширяет кругвозможных операций, позволяет производить на нем выточку внутренних канавок,вырезку круглых пластин из листа и т.д.
Таблица 3.11. Техническая характеристика станкамодели 2Н150
Наименование параметра
Значение Диаметр сверления в стали, мм 50 Наибольшее усилие подачи, Н 20000 Наибольшее перемещение шпинделя, мм 300 Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола, мм 0… 800 Наибольшее перемещение сверлильной головки, мм 170 Количество частот вращения шпинделя 12
Частота вращения шпинделя, мин-1 18… 2000 Количество подач шпинделя 9 Подача шпинделя, мм/об 0,05… 2,24 Мощность главного двигателя, кВт 5,5 Габариты станка, мм 1353x890x3090
Для круглошлифовальной операции применяем станокмодели ЗУ 12В, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.12.
Таблица 3.12. Техническая характеристика станкамодели ЗУ 12В
Наименование параметра
Значение
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки, мм:
диаметр
длина
200
500 Высота центров над столом, мм 90 Наибольшее продольное перемещение стола, мм 500
Угол поворота стола, град:
по часовой стрелке
против часовой стрелки
8,5
8,5 Скорость автоматического перемещения стола, м/мин 0,03… 5
Частота вращения шпинделя заготовки, мин-1 55… 900
Наибольшие размеры шлифовального круга, мм:
наружный диаметр высота
400
40 Подача шпинделя, мм/об 0,05… 2,24 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 5,5 Габариты станка, мм 3600x2260x2040
3.1.7 Выбор режущего инструмента
Выбор режущих инструментов осуществляется взависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности,ее точности, шероховатости, от обрабатываемого материала, заданнойпроизводительности и периода стойкости. Режущие инструменты, особенно длястанка с ЧПУ, должны обладать высокой режущей способностью (стабильнойразмерной стойкостью при высоких режимах резания), обеспечить возможностьбыстрой и удобной замены, наладки в процессе работы, формироватьтранспортабельную стружку и отводить ее от зоны обработки без нарушениянормальной работы оборудования.
В табл. 3.13. приведены данные о режущеминструменте, применяемом при обработке детали, по справочным данным [9].
Таблица 3.13. Режущий инструмент
Название операции
Режущий инструмент Абразивно-отрезная Круг отрезной 400x3,2x32 14А 40-Н Б27 80 м/с 2 кл. ГОСТ 21963–82 Фрезерно-центровальная
Фреза торцовая 2214–0001 ГОСТ 24359–80
Сверло 2317–0119 ГОСТ 14952–75 Токарная с ЧПУ (черновая 1) Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 Токарная с ЧПУ (чистовая 1)
Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6
Токарный фасонный резец из быстрорежущей стали 2136–0709 ГОСТ 18875–73 Токарная с ЧПУ (черновая 2) Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 Токарная с ЧПУ (чистовая 2)
Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6
Токарный фасонный резец из быстрорежущей стали 2136–0709 ГОСТ 18875–73
Токарный резьбонарезной резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 2660–0003 ГОСТ 18885–73 Шпоночно-фрезерная Шпоночно-фрезерная
Фреза шпоночная из быстрорежущей стали 2234–0363 ГОСТ 9140–78
Фреза шпоночная из быстрорежущей стали 2234–0365 ГОСТ 9140–78 Фрезерная Фреза концевая 2220–0014-Р6М5 ГОСТ 17026–71 Сверлильная
Сверло спиральное 2300–0309 ГОСТ 10902–77 Зенковка 2353–0086 ГОСТ 14953–80
Метчик 2620–1212 ГОСТ 3266–71 Круглошлифовальная Круг шлифовальный ПП 300x32x76 24А 10-П С2 7 К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 6507–90 Круглошлифовальная Круг шлифовальный ПП 300x32x76 24А 10-П С2 7 К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 6507–90 /> /> />
3.1.8 Расчет режимов резания
Расчет ведется одновременно с заполнениемоперационных или маршрутных карт технологического процесса. Совмещение этихработ исключает необходимость дублирования одних и тех же сведений в различныхдокументах, так как в операционных картах должны быть записаны данные пооборудованию, способу обработки, характеристике обрабатываемой детали и другие,которые используются для расчетов режимов резания. Элементом, в значительноймере поясняющим ряд данных для расчета режимов резания, является операционныйэскиз.
Значения режимов резания зависят отобрабатываемого материала, от материала режущей части инструмента, отшероховатости и конфигурации обрабатываемой поверхности, от величины припускана обработку, от требуемой производительности операции, от режима замены ипериода стойкости режущего инструмента.
Выбор режимов резания осуществляется по таблицамрежимов. Для нескольких наиболее характерных переходов (например, для одногоперехода определенной операции) – расчетно-аналитическим методом.
Приведем пример расчета режимов резания дляпервого перехода сверлильной операции.
Для сверления отверстия 0 6,7 мм на глубину30 мм выбираем сверло спиральное 2300–0309 ГОСТ 10902–77.
Расчет режимов резания ведем по справочнымматериалам [10].
Расчет длины рабочего хода определяем по формуле:
/>, мм,
где Lpeз, – длина резания, мм;
у – длина подвода, врезания, перебега инструмента,мм;
Lдоп. – дополнительная длина хода, мм.
/>мм
Подача S определяется в зависимости от обрабатываемогоматериала, вида инструмента, глубины резания, жесткости системы, точностиобработки, чистоты поверхности. Принимаем подачу равной 0,11 мм/об.
Устанавливаем глубину резания t. Глубина резания будетравна половине обрабатываемого диаметра, т.е.
/>мм
Стойкость каждого из инструментов наладки, покоторой ведется расчет скорости резания, определяется по формуле:
/>, мин, (3.6)
где Тм – стойкость машинной работыстанка, Тм = 20 мин;
λ – коэффициент времени резания каждогоинструмента, равный отношению длины резания Lpeз этого инструмента к длинерабочего хода Lp.x.:
/>
/>
Тогда по формуле (3.6) стойкость инструментаравна:
/>мин
Скорость резания определяется в зависимости отвида инструмента и инструментального материала, обрабатываемого металла и еготвердости, глубины резания, подачи.
Рекомендуемую скорость резания находим поформуле:
/>, м/мин,
где Vтабл. – табличная скорость, зависящая от вида обработки, Vтабл.= 27 м/мин;
к1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемогоматериала, к1 = 0,7;
к2 – коэффициент, зависящий от стойкостиинструмента, к2 = 1,45;
к3 – коэффициент, зависящий от отношения длинырезания к диаметру, к3= 1.
Численное значение скорости равно:
/>м/мин
Рекомендуемое число оборотов шпинделя равно:
/>, мин-1, (3.7)
где V – скорость резания, м/мин;
d – обрабатываемый диаметр, мм.
/> мин-1
В соответствии с паспортными данными станкапринимаем фактическое число оборотов шпинделя равное 1200 мин-1.Тогда фактическая скорость резания по формуле (3.7) будет равна:
/>, м/мин
/>м/мин
Основное машинное время определяем по формуле:
/>, мин,
где Lp.x. – длина рабочего хода, мм;
п, S – принятые подача и число оборотов шпинделя;
i – число проходов инструмента.
/>мин
Проверочные расчеты:
а). Определение силы резания по нормативам:
/>, Н,
где Ртабл. – табличная сила,зависящая от принятой подачи и обрабатываемого диаметра, Н;
кр – коэффициент, зависящий от обрабатываемогоматериала, кр = 1,2.
/>Н
б). Проверка силы резания по допустимому усилиюподачи станка:
РZ ≤ РZd,
где PZd – допустимое усилие подачистанка, Н.
1440≤20000
Условие выполняется.
в). Определение мощности резания:
/>, кВт,
где N табл. – мощность резания по таблице, N табл. = 0,3 кВт;
kn – коэффициент, зависящий отобрабатываемого материала, kn = 1,2;
п – число оборотов инструмента в минуту, мин-1.
/>кВт
г). Проверка мощности резания по мощностидвигателя:
/>,
где Nдв – мощность двигателя станка, на котором выполняетсяоперация, кВт;
η – коэффициент полезного действия станка.
/>
/>кВт
Условие выполняется, следовательно, принятыережимы резания выбраны оптимально.
Для остальных операций и переходов расчетвыполняем аналогично, и данные заносим в табл. 3.14, 3.15.
Спецификации представлены в приложении А.
Таблица 3.14. Режимы резания
№ оп.
Наименование операции и перехода
D или В, мм
Lр.х.,
мм
t,
мм
Sz,
мм/зуб
So
мм/об
V,
м/мин
n,
мин-1
То,
мин 005 Абразивно-отрезная: отрезать заготовку L=454 мм 45 52 3 - 0,03 4800 3820 0,85 010 Фрезерно-центровальная: фрезеровать торцы, выдерживая 45 52 2 0,1 1,2 70,25 179 0,24 L=450 мм; центровать торцы 4 8,2 2
- 0,08 4,1 330 0,31 035 Шпоночно-фрезерная: фрезеровать шпоночный паз 8Р6, 8 37 1 0,06 0,12 12,56 500 2,46
выдерживая t=4+0,2 и L=32 мм 040 Шпоночно-фрезерная: фрезеровать шпоночный паз 10Р6, 10 35 1 0,06 0,12 15,7 500 2,91
выдерживая t=5+0,2 и L=30 мм; фрезеровать шпоночный паз 10Р6, 10 35 1 0,06 0,12 15,7 500 2,91
выдерживая t=5+0'2 и L=30 мм 045 Фрезерная: фрезеровать заготовку в размер 20 мм 20 27 4 0,06 0,36 50 500 0,68 последовательно с двух сторон; фрезеровать заготовку в размер 20 мм 20 27 4 0,06 0,36 50 500 0,68 последовательно с двух сторон 050 Сверлильная: сверлить отверстие, выдерживая 6,7 35 3,35 - 0,11 25,25 1200 0,29 D=6,7 мм на длину L=30 мм; зенковать фаску 1x45°; 9,9 6 1 - 0,06 37,3 1200 0,1 нарезать резьбу М8–6Н на длину L=25 мм 8 53 0,5 - 0,5 5 200 0,53
Таблица 3.15. Режимы резания для шлифовальной операции
№ оп.
Наименование операции и перехода
D или В, мм
Lр.х.,
мм
t,
мм
Sz,
мм/мин
So
мм/об
Vкр,
м/мин
nкр,
мин-1
Vд,
м/мин
Nд,
мин-1
То,
мин 060 Круглошлифовальная: шлифовать поверхность 30 50 0,05 0,72 6,4 2100 2300 20 200 0,96 D=30h6 на L=50 мм; шлифовать поверхность 35 50 0,05 0,72 6,4 2100 2300 20 200 1,11 D=35k6 на L=50 мм 0,65 Круглошлифовальная: шлифовать поверхность 32 40 0,05 0,72 6,4 2100 2300 20 200 1,01 D=32h8 на L=40 мм; шлифовать поверхность 35 70 0,05 0,72 6,4 2100 2300 20 200 1,2 D=35k6 на L=70 мм
3.1.9 Расчет технической нормы времени
Технические нормы времени устанавливаютсярасчетно-аналитическим методом.
Приведем пример расчета для сверлильной операции.
Расчет ведем по справочным данным [8].
В серийном производстве норма штучно-калькуляционноговремени Тш-к определяется по формуле:
/>, мин (3.8)
где Тп-з – подготовительно-заключительноевремя, мин;
п – количество деталей в настроечной партии, шт.;
То – основное время, мин;
Ту.с. – время установки и снятия детали, мин;
Тз.о. – время на закрепление иоткрепление детали, мин;
Тиз – время на измерение детали, мин:
k – коэффициент, учитывающий нормированиевспомогательного времени в серийном производстве, k -1,85;
Тоб.от. – время на обслуживаниерабочего места и время перерывов, мин.
Количество деталей в настроечной партииопределяется по формуле:
/>, шт.,
где Nr – годовая программа, шт.;
а – периодичность запуска, принимаем равной 3 дня;
F – число рабочих дней в году.
/>шт.
Норма штучного времени определяется по формуле:
/>, мин, (3.9)
где Тв – вспомогательное время, мин.
Вспомогательное время определяется по формуле:
/>, мин
Вспомогательное время равно:
/>мин
Штучное время по формуле (3.9) равно:
/>мин
Штучно-калькуляционное время по формуле (3.8)равно:
/>мин
Данные для других операций заносим в табл. 3.16.
Таблица 3.16. Таблица технических норм времени,мин
Наименование операции
То
Тв
Т об.от.
Тшт
Тп-з
Тш-к
Т у.с.+Т з.о
Туп
Тиз
Абразивно-отрезная 0,85 0,15 0,11 0,06 0,08 1,25 6 1,35 Фрезерно-центровальная 0,55 0,15 0,13 0,12 0,06 1,01 10 1,18 Токарная с ЧПУ (черновая 1) 2,35 0,19 0,3 0,09 0,17 3,01 12 3,30 Токарная с ЧПУ (чистовая 1) 5,01 0,19 0,3 0,09 0,33 5,92 12 6,12 Токарная с ЧПУ (черновая 2) 2,74 0,19 0,3 0,09 0,19 3,51 12 3,71 Токарная с ЧПУ (чистовая 2) 5,26 0,19 0,3 0,17 0,36 6,28 12 6,48 Шпоночно-фрезерная 2,46 0,15 0,1 0,08 0,22 3,01 10 3,18 Шпоночно-фрезерная 5,82 0,3 0,2 0,16 0,41 6,89 10 7,06 Фрезерная 1,36 0,15 0,12 0,09 0,06 1,78 10 1,95 Сверлильная 0,92 0,16 0,27 0,21 0,09 1,65 8 1,78 Круглошлифовальная 2,07 0,19 0,26 0,24 0,14 2,9 8 3,03 Круглошлифовальная 2,21 0,19 0,26 0,24 0,15 3,05 8 3,18
резец станок привод торцовочный
3.2 Расчет и проектирование токарного проходногоупорного резца
Токарные резцы предназначены для выполнения всегомногообразия различных операций на станках с ЧПУ, на ГПМ и ГПС, а также настанках токарной группы с ручным управлением.
По назначению система токарных резцовподразделяется на следующие подсистемы:
– для наружного точения, растачивания,нарезания резьб, прорезания канавок, отрезания на станках легких и среднихсерий;
– для работ на тяжелых, крупных токарных икарусельных станках;
– для работ на ГПМ, многоцелевых станках совстроенными роботизированными комплексами автоматической смены инструмента;
– для специальных работ (резцы дляплазменно-механической обработки).
Каждая из подсистем имеет свои специфическиеособенности, обусловленные многими факторами и в первую очередь конструкциейоборудования, его технологическим назначением и т.д.
Система резцов базируется на общихметодологических принципах и предусматривает:
– разработку (выбор) и унификацию надежныхметодов закрепления сменных пластин в державке (в том числе цельные и составныерезцы, с напаянными пластинами, сборные);
– обеспечение удовлетворительного дробленияи отвода стружки из зоны резания;
– достаточно высокую точностьпозиционирования вершин сменных пластин (за счет создания точных баз гнезда);
– быстросменность и удобство съема и заменысменных пластин, режущего инструмента или кассеты (блока);
– унификацию и максимально допустимоесокращение (сведение к оптимальному значению технико-экономических показателейпромышленного производства и применения) числа методов закрепления пластин вдержавке;
– возможность использования всей гаммыразмеров сменных пластин отечественного и зарубежного производства;
– соответствие точностных параметров резцовмеждународным стандартам;
– обязательность применения специальныхдеталей крепежа (винтов, штифтов и т.п.) повышенной точности и надежности,разработка новых форм и размеров режущих пластин, форм их переднихповерхностей, обеспечивающих удовлетворительное дробление и отвод стружки;
– использование опыта новаторов иизобретателей;
– применение прогрессивныхресурсосберегающих технологий изготовления деталей крепежа, ключей;технологичность и экономичность изготовления (сбережение материалов и трудовыхресурсов);
– возможность применения составныхтвердосплавных пластин с блоками (державками) инструмента в случаях несомненнойих технико-экономической эффективности или невозможности конструкторскогорешения резца в сборном варианте (в первую очередь для малых сечений державок,некоторых расточных и отрезных операций и т.п.).
Подсистемы конструкций резцов созданы на основеобщепринятой мировой практикой системы форм державок и углов в плане дляобеспечения всех операций точения.
В дипломном проекте разрабатывается конструкциятокарного проходного упорного резца, который применяется на токарно-винторезномстанке с ЧПУ модели 16К20ФЗС5, для чернового и чистового точения пильного валаторцовочного станка модели Т1.
Исходные данные:
станок токарно-винторезный с ЧПУ модели16К20ФЗС5, сталь 40Х ГОСТ 4543–71, подача S=0,3 мм/об, глубинарезания t=2,5 мм.
Схема обработки вала представлена на рис. 3.2.
/>
Рис. 3.2 – Схема обработки вала
Порядок расчета:
1. В зависимости от расстояния между опорнойплоскостью резцедержателя и линией центров станка определяем сечение державкирезца по справочнику [12]. Выбираем Н=25 мм, В=20 мм.
2. В зависимости от условий работы выбираемзначения геометрических параметров резца [12]:
а) главный угол в плане φ=90°;
б) вспомогательный угол в плане φ1=10°;
в) радиус закругления вершины г=0,8 мм;
г) передний угол в нормальном сечении γ=10;
д) угол наклона режущей кромки λ,=12°;
е) задние углы α=8°, α1=8°.
3. В зависимости от обрабатываемого металла иусловий работы выбираем марку твердого сплава [13]. Так как обрабатываемлегированную сталь 40Х с данными режимами резания, то выбираем пластинку изтвердого сплава марки Т15К6.
4. Выбираем конструкцию резца с припаяннойпластиной.
5. Определяем углы продольного γуи поперечного γх наклона передней грани по формулам [12]:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Конструкция резца представлена на рис. 3.3.
/>
Рис. 3.3. Резец проходной упорный спластиной из твердого сплава ТК15К6
6. В зависимости от характера обработки выбираемподачу Sпо справочнику [9]: S=0,4 мм/об.
7. Для данного сечения среза и обрабатываемогометалла по таблицам справочника [9] выбираем скорость резания ν=l 10 м/мин.
8. Определяем тангенциальную силу резания поформуле:
/>, Н, (3.10)
где Ср – постоянная;
t – глубина резания, мм;
S – подача, мм/об;
ν – скорость резания, м/мин;
х, у, п – показатели степени для расчетных условийобработки;
Кр – поправочный коэффициент.
Поправочный коэффициент равен:
/>, (3.11)
где /> – поправочныекоэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров и материала режущейчасти инструмента на составляющие силы резания при обработке.
Значения постоянной, показателей степени,поправочных коэффициентов выбираем по справочнику [9].
Поправочный коэффициент по формуле (3.11)определим как:
/>
Сила резания по формуле (3.10) равна:
/>Н
9. Определим силу резания, допускаемую сечениемдержавки по прочности, по формуле:
/>, Н,
где В-ширина стержня державки, мм;
Н – высота стержня державки, мм;
Re – допускаемое напряжениеизгиба материала стержня, принимаем Re=200…250 Н/мм2;
l – вылет резца, мм.
Вылет резца должен равняться:
l = 1,5В, мм
l = 1,5·20 = 30 мм
Допустимое значение силы резания по формуле(3.12) составит:
/>Н
Необходимо, чтобы выполнялось условие:
Рz ≤ Рzд
944,91 ≤ 13888
Условие выполняется.
10. Определяем эффективную мощность, потребляемуюна резание, по формуле [9]:
/>, кВт
/>кВт
11. Определяем эффективную мощность станка поформуле:
/>, кВт,
где Ncm – мощность электродвигателястанка, кВт;
ηст – К.П.Д. станка.
/>кВт
Необходимо, чтобы выполнялось условие:
Nэф ≤ Nэф.ст
1,7 ≤ 7,5
Условие выполняется, значит, обработка валаданным резцом возможна.
4. Организационно-экономическая часть
4.1 Организация труда на рабочем месте
Для достижения высокой производительности труданеобходимо не только создать общие благоприятные условия труда, но ирационально организовать рабочее место.
Рабочее место – это зона высокой трудовойдеятельности (непосредственного приложения труда) одного или несколькихисполнителей, оснащенная средствами, необходимыми для выполненияпроизводственных заданий. Рабочее место является первичным элементомпроизводственной структуры цехов и участков предприятий.
От организации каждого рабочего места – первичногозвена предприятия – зависит эффективная производственная деятельность всегопредприятия. На рабочем месте эксплуатируются соответствующие виды основныхпроизводственных фондов, здесь находится наиболее мобильная часть оборотныхсредств – незавершенное предприятие, образуются издержки производства,формируется определенный уровень производительности труда и качества продукции.
Рациональная организация рабочих местосуществляется под влиянием многих технических, организационных,антропометрических и психологических факторов.
При работе на круглопильных станках, к которымотносится торцовочный станок Т1, необходимо соблюдать правила техническойэксплуатации в соответствии с производственной инструкцией, разработаннойЦентральным научно-исследовательским институтом механической обработкидревесины.
Во время смены рабочий-станочник выполняетследующие работы:
– перед началом работы принимает,осматривает и налаживает станок;
– принимает пилы от пилоправа и заменяет имизатупившиеся;
– смазывает станок в соответствии синструкцией и картой смазки;
– включает и останавливает станок;
– осматривает и заправляет в станокматериал, производит его обрезку на станке, регулирует длину и ширинувыпиливаемых заготовок;
– следит за качеством распиловки, периодическипроверяя точность размеров отпиливаемых пиломатериалов и чистоту реза;
– устанавливает скорость подачи материала всоответствии с породой, состоянием древесины, размерами досок;
– следит за работой станка и пил;
– участвует в приемке станка после ремонта.
Помощник станочника выполняет следующие работы:
– принимает выходящие из станкапиломатериалы (бруски, обрезки), осматривает их и укладывает на вспомогательныйстол вагонетки или транспортер;
– очищает рабочее место и станок от опилок,обрезков и мусора;
– помогает станочнику в смазке и подготовкестанка к работе, а также в подготовке и сортировке материалов для распиливания.
На торцовочную операцию пиломатериал поступаетпосле распиливания на пилораме и станках с продольной распиловкой. Перемещениетяжелых заготовок и готовых брусков осуществляется на специальных тележках,двигающихся по рельсам.
Во время распиливания материала станочникнаходится с боку станка. Его обе руки заняты нажатием кнопок (управлениедвухкнопочное), поэтому исключается попадание пальцев в зону пиления.
Помощник станочника подправляет доски и убираетобрезки специальным толкателем в целях безопасности. Оба работника используютспециальные наушники, так как во время пиления создается повышенный шум.
Отходы пиления (обрезки, опилки, стружка)помощник помещает на специальный транспортер, который вывозит их с территориицеха.
Принимая смену, станочник должен осмотреть ипроверить состояние основных рабочих частей станка, а также проверить очищен листанок и рабочее место от опилок, обрезков и другого мусора; выяснить, какработал станок в предыдущей смене, какие были простои и неполадки в работестанка и их причины, какой производился ремонт. Кроме того, станочник проверяеткачество подготовки и установки пил, исправность и наличие предохранительных иоградительных приспособлений на станке.
Осматривая станок, станочник проверяет:
– нет ли биения и излишнего разбега пильноговала;
– правильно ли установлены и закреплены пилына пильном валу;
– исправность каретки;
– исправность смазочных устройств станка изаправку их смазкой, наличие масленки у станка;
– исправна ли ременная передача, достаточноли натяжение.
При осмотре движущихся частей станка следуетустранить попавшие в них обрезки, запрессованные опилки, кору и пр.
Станочник получает от сменного мастера задание суказанием, на какие изделия и размеры производить распиловку, определяетнеобходимую величину подачи материала.
После наладки станка станочник производит егопробный пуск, проверяет исправность действия включающего и выключающегоустройств.
Перед пуском станка (в начале работы) станочникдолжен проверить, не оставлены ли посторонние предметы и инструменты надвижущихся частях станка.
Убедившись, что оградительные и предохранительныеприспособления в исправности и находятся на своих местах в нужном положении, апила надежно закреплена на пильном валу и, опробовав действие механизмовдвижения пилы и направляющих устройств, станочник предупреждает окружающих опуске станка.
При прекращении подачи электроэнергии станочникобязан выключить привод станка, чтобы с возобновлением ее подачи не произошлонеожиданного произвольного пуска.
После пуска станок должен некоторое времяработать вхолостую, чтобы станочник мог прослушать ход станка.
Подачу материала в станок можно начинать толькопосле того, как пильный вал будет вращаться с полным числом оборотов.
Если обнаружены ненормальные стуки, следуетостановить станок и выяснить причины их появления. Обо всех неисправностяхстанка, выявленных во время приемки смены, следует немедленно сообщить сменномумастеру.
По окончании работы станочник должен сдатьсменщику станок, инструменты и рабочее место в чистоте и порядке и сообщить емукакие были в работе неполадки, что сделано для их устранения, что еще должнобыть сделано.
Продолжительность смены составляет восемь часов.Из них 30 минут используется на отдых работников и подналадку станка. Всередине смены – часовой обеденный перерыв.
Приемка пил от пилоправной мастерской и их смена:
Особое внимание следует уделять режущемуинструменту, от состояния которого во многом зависит качество получаемойпродукции.
Перед установкой пилы на станок станочник должентщательно осмотреть ее. К установке не допускаются пилы, имеющие плохозаточенные зубья или зубья с искаженным профилем (заостренными впадинами,слишком малым или большим передним углом). На режущих кромках зубьев не должнобыть заусенцев.
Пилы с двумя и более сломанными зубьями,расположенными рядом, а также с неправильно прокованным диском (крыловатость,большие «зажоги», вмятины и выпучины) или с неправильно разделенными зубьями(развод сделан на разные величины) нельзя устанавливать на станке. Их следуетвернуть в пилоправную мастерскую.
Если на диске пилы имеется небольшая трещина вовпадине зуба, то такую пилу можно установить на станке при условии, что в концетрещины просверлено отверстие. В остальных случаях пилы с трещинамииспользовать нельзя.
Пилы должны быть очищены от смолы, ржавчины игрязи.
Диаметр пилы должен соответствовать толщине иширине распиливаемого материала.
Пилы следует менять в следующем порядке:
– снять или отвести в сторону ограждениепилы;
– отвинтить зажимную гайку пилы, снять ее иприжимную шайбу;
– снять зажимные втулки;
– снять затупившуюся пилу и установитьновую, надеть втулки, шайбу и до отказа завернуть гайку.
Необходимо следить за тем, чтобы пила былаустановлена строго центрально (без эксцентриситета), под прямым углом к осивращения пильного вала и надежно закреплена гайкой. Опорные плоскости шайбыдолжны иметь ровную поверхность, без зазубрин и быть строго перпендикулярнымиоси пильного вала.
Необходимо, чтобы пила легко насаживалась на вало руки и не провертывалась между зажимными втулками во время работы. Допустимыйзазор между валом и кромками отверстия пилы не должен превышать 0,2 мм.Гайка, закрепляющая пилу, должна иметь резьбу, обратную направлению вращенияпилы.
Нужно следить, чтобы при закреплении пилы междуней и втулками, а также шайбой не попали опилки и грязь.
4.2 Технико-экономическое обоснование проекта
4.2.1 Определение источников экономическойэффективности
Проектируемый торцовочный станок Т1 предназначендля поперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов.При обработке заготовок столь малых размеров на типовых деревообрабатывающихстанках (например, ЦКБ-40) происходит перерасход электроэнергии, мощности.Торцовочный станок модели Т1 отличается несложной конструкцией, небольшимигабаритами, малой мощностью, простотой в управлении и безопасностью в работе.
Источником экономической эффективности припроизводстве станка Т1 является снижение расхода энергии.
4.2.2 Оценка затрат на производство станка
Затраты на осуществлениепроизводственно-технологической разработки делятся на капитальные и текущиезатраты.
Капитальные затраты на производство торцовочногостанка Т1 включают в себя затраты на материалы и комплектующие, на заработнуюплату работников, участвующих в процессе создания станка.
В основе расчета капитальных вложений лежитиспользование соответствующей проектно-сметной и технической документации,действующих цен, норм и нормативов.
Исходными данными для проведения расчетаявляются: спецификации основных сборочных единиц, входящих в разрабатываемыйстанок; нормы трудоемкости по видам работ и средние разряды работ наизготовление деталей, сборку, настройку, регулировку станка в целом; часовыетарифные ставки по разрядам работ, видам и условиям труда; действующие цены наматериалы и комплектующие; нормативы накладных расходов и начислений назаработную плату.
Расчет затрат на материалы и комплектующиепредставлен в табл. 4.1.
Заработная плата определяется исходя из нормывремени на выполнение работ каждого исполнителя и тарифной ставкисоответствующего разряда (среднечасовой заработной платы). Норма времениопределяется экспертным путем.
Таблица 4.1. Расчет стоимости материалов икомплектующих
Наименование
Марка,
тип
Единица измерения
Потребное количество
Цена заединицу,руб.
Стоимость, руб. Материал швеллер №10 СтЗ кг 93,7 17,99 1685,66 уголок 32x32x3 СтЗ кг 0,4 18,2 7,28 уголок 40x40x3 СтЗ кг 0,68 18,52 12,59 уголок 20x20x3 СтЗ кг 0,32 18 5,76 уголок 80x50x5 СтЗ кг 0,45 18,7 8,42 уголок 75x50x8 Сталь 35 кг 3,4 18,9 64,26 лист S=2 мм СтЗ кг 45,48 19,6 891,41 лист S=3 мм СтЗ кг 0,44 19,5 8,58 лист S-5 мм СтЗ кг 1,3 19Д 24,83 лист S=6 мм СтЗ кг 0,51 18,7 9,54 лист S=8 мм СтЗ кг 8 18,6 148,8 лист S=10 мм СтЗ кг 44,01 18,59 818,15 лист S=l, 6 мм Сталь 08 кг 0,78 20,15 15,72 лист S=2 мм Сталь 08 кг 1,2 19,7 23,64 лист S=5 мм Сталь 20 кг 0,36 17,2 6,19 лист S=12 мм Сталь 20 кг 8,71 19 165,49 лист S=5 мм Сталь 35 кг 0,5 18,2 9,1 круг 016 мм Сталь 35 кг 0,32 19,4 6,21 круг 035 мм Сталь 35 кг 3,26 19,7 64,22 круг 045 мм Сталь 40Х кг 5,65 40 226 круг 020 мм Сталь 10 кг 0,52 28,7 14,92 круг 020 мм Сталь 45 кг 0,41 19,82 8,13 круг 030 мм Сталь 45 кг 18,7 20,1 375,87 круг 0100 мм Сталь 45 кг 12,4 20,75 257,3 круг 0120 мм Сталь 45 кг 3,14 20,8 65,31 электрод Э46 кг 5 6,9 34,5 Комплектующие болт Сталь 45 кг 2,7 35 94,5 гайка Сталь 45 кг 1,34 17 22,78 винт Сталь 45 кг 0,89 58 51,62 шайба Сталь 65Г кг 0,25 40 10 штифт Сталь 45 кг 1,28 15 19,2 проволока В-2–1,4 кг 0,64 19,33 12,37 металлорукав РЗ-Ц-Х-12УЗ м 3 10,08 30,24 провод ПВЗ м 8 4,14 28,5 электродвигатель 4AH90L2Y3 шт. 1 7420 7420 подшипник 180203 шт. 8 11,95 95,6 подшипник 207 шт. 2 35,2 70,4 ремень Б-1400Ш шт. 2 350 700 ИТОГО: - - - - 13474,51
Расчет заработной платы приведен в табл. 4.2.
При расчете используется методика, изложенная в[17].
Таблица 4.2. Расчет тарифной части заработной платы
Наименование работ
Исполнители
Разряд работы
Норма
времени, чел.-часов
Тарифная ставка, руб./час
Тарифный фонд заработной платы, руб. Токарная Токарь 3 24 23 552 Фрезерная Фрезеровщик 3 24 23 552 Сверлильная Сверлильщик 4 24 25 600 Шлифовальная Шлифовщик 4 24 25 600 Сварочная Сварщик 4 24 26 624 Сборочная
Слесарь-
сборщик 6 80 30 2400 Всего: - - - - 5328
Затраты на заработную плату определяются исходяиз тарифного фонда заработной платы с учетом премиальных выплат, районногокоэффициента и других надбавок:
/>, руб., (4.1)
где Фтар – тарифный фонд заработнойплаты, руб.;
Кпр – коэффициент премиальных выплат, Кпр= 1,5;
Кр – районный коэффициент, Кр = 1,15.
Подставив в формулу (4.1) общий тарифный фондзаработной платы из табл. 4.2., получим затраты на заработную плату:
/>руб.
Отчисления на социальные нужды определяются повеличине единого социального налога на заработную плату, равного 26%:
/>, руб.
/>руб.
Накладные расходы определяются косвенным путем подействующему на предприятии нормативу. В связи с тем, что точные сведенияотсутствуют, норматив накладных расходов принимают равным 50–70% от фондазаработной платы персонала:
/>, руб.
/>руб.
Прочие расходы принимаются в размере 1% от суммыпредыдущих статей затрат и включают расходы, не отраженные в предыдущихстатьях:
/>, руб., (4.2)
где Зм/к – расходы на материалы икомплектующие, руб. Подставив численные значения в формулу (4.2), получим:
/>руб.
Сметная стоимость производства станкаопределяется суммированием перечисленных статей затрат и представляет собойкапитальные вложения. Смета затрат на производство станка представлена в табл.4.3.
Таблица 4.3. Смета затрат на производство станка
Наименование затрат
Величина затрат, руб. Материалы и комплектующие 13474,51 Заработная плата 9190,8 Отчисления на социальные нужды 2389,61 Накладные расходы 5514,48 Прочие расходы 305,65 ИТОГО: 30875,05
4.2.3 Стоимостная оценка результатов проекта
Стоимостная оценка результатов проектапроизводится с использованием экономии текущих производственных затрат, котораядостигается за счет сокращения затрат производственных ресурсов (энергии).
При обработке заготовок малых размеров на типовыхдеревообрабатывающих станках (например, ЦКБ-40) происходит перерасход энергии,мощности. Торцовочный станок модели Т1 отличается от других станков данноготипа малой мощностью. При производстве станок оснащается электродвигателеммощностью 3 кВт. Таким образом, происходит экономия затрат на энергию, которыенеобходимо учесть в расчете.
Затраты на силовую энергию определяются поформуле:
/>, руб., (4.3)
где Кс – коэффициент спроса,учитывающий недогрузку по мощности, Кс=0,2;
Руст – суммарная установленная мощностьэлектродвигателей;
Фд – действительный годовой фонд рабочеговремени оборудования, ч;
Цэ – стоимость 1 кВт/ч, электроэнергии подействующим тарифам (1,57 руб. за 1 кВт/ч.).
Действительный годовой фонд рабочего времениоборудования рассчитывается по формуле:
/>, ч,
где Д – количество календарных дней в году;
Дн.р – количество выходных и праздничных дней вгоду;
Тсм – продолжительность рабочей смены, Тсм= 8 ч.;
пс – число смен, пс = 1;
Кр – коэффициент, учитывающий потери времени наремонт, наладку, регламентированные перерывы, Кр = 0,9 – 0,97.
/>ч
Для типового торцовочного станка модели ЦКБ-40 ссуммарной установленной мощностью электродвигателей 22 кВт затраты на силовуюэнергию по формуле (4.3) составят:
/>руб.
Для торцовочного станка модели Т1 с суммарнойустановленной мощностью электродвигателей 3 кВт затраты на силовую энергиюсоставят:
/>руб.
Тогда снижение затрат на энергию составит:
/>, руб.
/>руб.
Определим производительность станка при установкеэлектродвигателя мощностью 3 кВт.
Количество заготовок, получаемых за смену, равно:
/>, шт.,
/>
где Тс – продолжительность смены, Тс= 7,5 ч., т. к. остальное время идет на отдых и наладку станка;
п – количество полученных заготовок в минуту, шт.
/>шт.
Количество заготовок, получаемых за год, равно:
/>, шт.,
где Др – количество рабочих дней вгоду.
/>шт.
На распиловку подаются доски размерами 1,5×0,09×0,009 м,которые необходимо распилить на 9 частей (заготовок) размерами 0,1625×0,09×0,009 м.
В одном кубометре таких заготовок – 7598,8 штук.В год станок распиливает 909,6 м деревянных заготовок.
4.2.4 Показатели экономической эффективности
К показателям экономической эффективностиотносятся показатели, отражающие стоимостную оценку результатов (экономиязатрат на электроэнергию), экономический эффект за расчетный период, срококупаемости капитальных вложений.
Под экономическим эффектом понимается превышениестоимостной оценки результатов над стоимостной оценкой затрат ресурсов зарасчетный период.
Годовой экономический эффект рассчитывается поформуле:
/>, руб., (4.4)
где Рг – стоимостная оценка годовыхрезультатов, руб.;
Зг – стоимостная оценка годовых затрат, руб.
/>руб.
Таким образом, за первый год эксплуатации станказатраты на его производство не окупятся.
Показателем эффективности капитальных вложенийявляется срок окупаемости – период времени, в течение которого капитальныезатраты возмещаются за счет снижения издержек производства.
Срок окупаемости капитальных затратрассчитывается по формуле:
/>, лет,
где К – капитальные затраты, руб.;
Р – показатель, за счет которого окупаютсякапитальные затраты (снижение затрат на энергию), руб.
/>лет
Критерием эффективности капитальных вложенийявляется условие:
Т
где Тн – нормативный срококупаемости капитальных вложений, Тн = 3 года.
2,46
Условие выполняется.
Таким образом, проект экономически выгоден, таккак срок окупаемости укладывается в установленный норматив.
Суммарный по годам расчетного периодаэкономический эффект согласно формуле (4.4) равен:
/>, руб.,
где ЭТ — экономический эффект зарасчетный период, руб.;
РТ — стоимостная оценка результатов проекта зарасчетный период, руб.;
ЗТ – стоимостная оценка затрат на осуществлениепроекта за расчетный период, руб.;
Т – расчетный период, год.
Так как данный проект окупается через три года отначала эксплуатации станка, то экономический эффект за третий год составит:
/>руб.
Этот расчет возможен, если тарифы наэлектроэнергию в течение трех лет останутся неизменными.
Технико-экономические показатели проектапредставлены в табл. 4.4.
Таблица 4.4. Технико-экономические показателипроекта
Наименование показателей
Единица измерения
Величина показателя Годовая производительность станка шт. 6912000 Годовая производительность станка
м3 909,6 Капитальные вложения Руб. 30875,05 Экономия затрат на электроэнергию Руб. 11609,84 Экономический эффект Руб. 3954,47 Срок окупаемости капитальных вложений Год 2,46
4.3 Инновационный проект
Инновация – конечный результат инновационнойдеятельности, воплощенный в виде нового или усовершенствованного продукта,внедренного на рынке; нового или усовершенствованного технологического процессаи т.д.
Innovation (англ.) означает«введение новаций», новшеств. С момента принятия к распространению новацияприобретает новое качество – становится инновацией. Процесс введения новации нарынок принято называть коммерциализацией.
Инновационная деятельность – деятельность подоведению научно-технических идей, разработок до результата, пригодного впрактическом использовании. В полном объеме инновационная деятельность включаетвсе виды научной деятельности, проектно-конструкторские, технологические,опытные разработки, деятельность по освоению новшеств в производстве и у ихпотребителей – реализацию инноваций.
В общем виде инновационный процесс состоит вполучении и коммерциализации изобретений, новых технологий, видов продукции иуслуг, решений организационно-технического, экономического, социального илииного характера и других результатов интеллектуальной деятельности иосуществляется в 4 этапа.
На первом этапе проводятся фундаментальныеисследования в высших учебных заведениях, отраслевых специализированныхинститутах, лабораториях. Финансирование осуществляется в основном изгосударственного бюджета на безвозвратной основе. На втором этапе проводятсяисследования прикладного характера. Они осуществляются во всех научныхучреждениях и финансируются как за счет бюджета (государственные научныепрограммы или на конкурсной основе), так и за счет заказчиков. На третьем этапеосуществляются опытно-конструкторские и экспериментальные разработки. Онипроводятся как в специализированных лабораториях, КБ, опытных производствах,так и в научно-производственных подразделениях крупных промышленныхорганизаций. Источники финансирования те же, что и на втором этапе, а такжесобственные средства организаций. На четвертом этапе осуществляется процесскоммерциализации, начиная от запуска в производство и выхода на рынок и далеепо основным этапам жизненного цикла продукта.
Под инновационным проектом понимается процессцеленаправленного изменения или создания новой технической системы.
Проекты имеют различные уровни научно-техническойзначимости: модернизационный, когда конструкция прототипа или базоваятехнология кардинально не изменяются (расширение размерных рядов и гаммыизделий, установка более мощного двигателя, повышающая производительностьстанка); новаторский, когда конструкция нового изделия по виду своих элементовсущественным образом отличается от прежнего (добавление новых качеств, напримервведение средств автоматизации или других, ранее не применявшихся вконструкциях данного типа изделий, но применявшихся в других типах изделий);опережающий, когда конструкция основана на опережающих технических решениях(введение турбореактивных двигателей, ранее нигде не применявшихся); пионерный,когда появляются ранее не существовавшие материалы, конструкции и технологии,выполняющие прежние или даже новые функции (композитные материалы, первыеперсональные компьютеры, ракеты, биотехнологии).
По выполняемым объемам работ и продолжительностипроекты могут быть краткосрочными (1–2 года), среднесрочными (до 5 лет) идолгосрочными (более 5 лет).
Разрабатываемый в дипломной работе проект(производство торцовочного станка Т1) носит новаторский характер, так какконструкция нового станка по виду своих элементов существенным образомотличается от ранее существующих типовых станков. Проектируемый торцовочныйстанок Т1 предназначен для поперечной распиловки досок на планки по длинезаготовок бельевых зажимов. При обработке заготовок столь малых размеров натиповых деревообрабатывающих станках происходит перерасход электроэнергии,мощности. Главной целью проекта было уменьшение затрат на электроэнергию имощность, и уже как следствие сокращение размеров станка (небольшие затраты наматериалы и комплектующие). Торцовочный станок модели Т1 отличается несложнойконструкцией, небольшими габаритами, малой мощностью, простотой в управлении ибезопасностью в работе. Это краткосрочный проект.
5. Безопасность и экологичность проекта
5.1 Анализ условий труда при работе наторцовочном станке Т1
В результате нарушения установленных норм,правил, недоучета физиологических возможностей человека при эксплуатации станкамогут быть опасные зоны и вредные условия, отрицательно влияющие на здоровьеработающих. Поэтому анализ условий труда сводится к исследованию опасных ивредных производственных факторов. Опасный производственный фактор – это такойпроизводственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к травме.К опасным факторам в деревообрабатывающем цехе относятся: подвижные частипроизводственного оборудования и промышленных роботов, передвигающиеся изделия,заготовки, материалы, оснастка и инструмент; разлетающиеся осколки от рабочихчастей оснастки при возможном их разрушении; острые кромки (заусенцы,шероховатости на поверхности заготовок, деталей оснастки и инструмента);повышенное напряжение в электрической цепи оборудования; повышенный уровеньстатического электричества; повышенный уровень шума и вибрации на рабочемместе; повышенная запыленность воздуха рабочей зоны; физические перегрузки притранспортировании заготовок, деталей, оснастки; пожароопасность.
Все перечисленные факторы при их возникновенииоказывают влияние на организм человека, снижая его работоспособность.
Подвижные части производственного оборудования ипромышленных роботов, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы, оснастка иинструмент, а также разлетающиеся осколки от рабочих частей оснастки привозможном их разрушении могут вызвать такие травмы как ушибы, переломы, вывихи,сотрясения головного мозга и другие травмы, приводящие к снижению или утратеработоспособности.
Острые кромки, заусенцы, шероховатости наповерхности заготовок, деталей оснастки и инструмента могут привести кпоявлению царапин, ссадин и порезов, которые могут стать причиной заражений,вызвав нетрудоспособность работников. Основными причинами травматизма, в первоми во втором случаях, являются несоблюдение требований техники безопасности;ошибочные действия при наладке, ремонте и регулировке оборудования или во времяего работы и нарушение условий эксплуатации оборудования.
Повышенное напряжение в электрической цепиоборудования может привести к электротравмам, которые можно условно свести кдвум видам: местным электротравмам (электрические ожоги, электрический знак,механические повреждения) и общим электротравмам (электрический удар). Основныепричины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие:случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущимчастям, находящимся под напряжением; появление напряжения на конструктивныхметаллических частях оборудования: корпусах, кожухах и т.п. – в результатеповреждения изоляции или в силу других причин; появление напряжения наотключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочноговключения установки; возникновение шагового напряжения в результате замыканияпровода на землю.
Проходя через организм человека, электрическийток оказывает термическое, электролитическое, биологическое, механическое исветовое действие. Термическое действие выражается в ожогах отдельных участковтела, нагреве и разрыве кровеносных сосудов, нервов и других тканей.Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органическихжидкостей, что вызывает значительное нарушение их физико-химических составов.Биологическое действие проявляется в нарушении биологических процессов,протекающих в организме человека, и сопровождается возбуждением и разрушениемтканей и судорожным сокращением мышц. Механическое действие приводит к разрывутканей, а световое – к поражению глаз.
Помещение цеха является особоопасным помещением,с точки зрения электробезопасности.
При работе на торцовочном станке накоплениезарядов статического электричества происходит во время трения ремнейклиноременной передачи о шкивы. Заряды статического электричества могутнакапливаться и на людях, особенно при пользовании обувью с непроводящимиэлектрический ток подошвами, одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственныхволокон.
Физиологическое действие статическогоэлектричества может ощущаться в виде слабого, умеренного и сильного укола илитолчка. Они неопасны, так как сила тока разряда статического электричестваничтожно мала. Но такое воздействие может привести к тяжелым несчастным случаямвследствие рефлекторного движения вблизи неогражденных движущихся частей.Искровые разряды статического электричества при несоблюдении установленныхправил могут стать причиной воспламенения горючих веществ и взрывов, а такжеотрицательного воздействия на организм человека и снижения производительноститруда. Разряды статического электричества приводят к порче и разрушениюматериалов, коррозии метало, ухудшению свойств смазочных масел.
Основные источники шума деревообрабатывающихстанков – колебательные и аэродинамические процессы, возникающие при вращениирежущих инструментов и взаимодействии их с обрабатываемой древесиной.Повышенный уровень шума на рабочем месте наносит большой ущерб, вредно действуяна организм человека и снижая производительность труда. В зависимости от уровняи характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностейчеловека шум может оказывать на него различное воздействие.
Шум, даже когда он невелик (при уровне 50–60 дБА),создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на негопсихологическое воздействие. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум можетоказывать физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениямв его организме. Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения (L=120–130 дБ), могутвызвать боли и повреждения в слуховом аппарате. Под воздействием шума,превышающего 85–90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность навысоких частотах. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБА)возможен разрыв барабанной перепонки.
Шум, являясь общебиологическим раздражителем, нетолько действует на слуховой аппарат, но может вызвать расстройствосердечно-сосудистой и нервной систем, пищеварительного тракта, а такжеспособствует возникновению гипертонической болезни. Человек, работая при шуме,привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общееутомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесспищеварения, происходит изменение объема внутренних органов. Эти вредныепоследствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и продолжительнее еговоздействие. Патологические изменения, возникшие под влиянием шума,рассматривают как шумовую болезнь. Шум – одна из причин быстрого утомленияработающих, вызывающая головокружение, что в свою очередь может привести кнесчастному случаю. Установлено, что высокие уровни шума в отдельных случаяхснижают производительность труда на 15–20%.
Источником вибрации на производстве может бытьоборудование, неправильно установленное или эксплуатируемое длительное времябез ремонта, оборудование с изношенными деталями и узлами, с зазорами вышедопустимых пределов. Вибрация от оборудования передается через конструкции ипол человеку и вызывает общую вибрацию его тела. Особо вредны колебания счастотой 6–9 Гц, близкой к частоте колебаний отдельных органов человека. Приэтом возникает резонанс, который увеличивает колебания внутренних органов,расширяя или сужая их, что весьма вредно. Систематическое воздействие вибрациивызывает вибрационную болезнь (неврит) с потерей трудоспособности.
При работе на деревообрабатывающих станках воздухзагрязняется древесной пылью, которая может вызвать легочные и кожныезаболевания.
Физические перегрузки при транспортированиизаготовок, деталей, оснастки вызывают снижение работоспособности, вследствиебыстрой утомляемости организма. Систематическое воздействие этого фактораприводит к физическому истощению организма работника. Значительные величиныперегрузок могут привести к травмам, например растяжениям, повреждениямпозвоночника и другим.
Пожароопасность эксплуатации деревообрабатывающихстанков обусловлена тем, что сама древесина – горючий материал. Другимипричинами пожаров могут быть наличие неисправного электрооборудования,нарушение правил заземления, разряды статического электричества, нарушениепожарных норм и правил в технологических процессах, хаотическое содержаниепомещения (захламление изделиями, отходами), небрежное обращение с огнем(курение вблизи станка). Пожары на производстве приводят к значительнымматериальным потерям, а так же вызывают у работников ожоги различной степени иотравления продуктами горения, механические травмы.
На основании произведенного анализа условий трударазрабатываются мероприятия по предупреждению заболеваний и травматизма.
резец станок привод торцовочный
5.2 Разработка мероприятий по обеспечениюбезопасных и здоровых условий труда
Торцовочный станок модели Т1 предназначен дляпоперечной распиловки пиломатериалов. Безопасность эксплуатации станкаобеспечена соответствием его конструкции требованиям ГОСТ 12.2.026.0–93,«Правилам устройства электроустановок» и требованиям технических условий ТУ3831–001–00220954–95.
Требования безопасности к основным элементамстанка:
– станок оборудован двухкнопочным(двуручным) управлением, обеспечивающим занятие обеих рук станочника во времярабочего цикла и исключающим попадание его рук в зону пиления;
– отключение хотя бы одной из кнопок ведет квозврату пильного механизма в исходное положение;
– кнопка «Общий стоп» позволяет отключатьмеханизмы станка в случае аварийной ситуации;
– ширина прорези деревянной планки, черезкоторую проходит пильный диск, не превышает 10 мм.
Требования к средствам защиты:
– клиноременная передача и подвижные частимеханизма резания расположены внутри станины станка и снаружи закрытыограждениями:
– ограждения и козырьки, ограничивающиедоступ в опасную зону (зону пиления), окрашены в желтый цвет в соответствии сГОСТ 12.4.026–78.
Требования к обслуживающему персоналу. Обслуживающийперсонал обязан:
– знать устройство и назначение органовуправления, механизмов, ограждений и приспособлений, обеспечивающихбезопасность станка;
– уметь определять неисправности механизмовстанка;
– содержать в чистоте рабочее место истанок;
– иметь необходимые инструменты и материалыдля уборки рабочих мест и чистки механизмов;
– работать в исправной спецодежде и головномуборе; одежда не должна стеснять движений и иметь свисающих концов, которыемогут быть захвачены движущимися частями механизма;
– знать приемы первой медицинской помощи принесчастных случаях;
– до начала работы проверять исправностьоградительных устройств и приспособлений, обеспечивающих безопасность работы,исправность узлов и механизмов, обеспечивающих нормальную работу станка;
– после окончания работы станка выключатьвсе механизмы станка, производить их осмотр и чистку.
Запрещается:
– работать на заведомо неисправном станке;
– работать при снятых и открытых огражденияхс выключенной блокировкой;
– производить смазку, ремонт, чистку станкадо полной остановки всех его механизмов;
– находится посторонним лицам в зоне работыстанка;
– подправлять заготовки и удалять обрезкируками (только специальным толкателем).
Торцовочные станки для поперечного распиливаниядолжны иметь ограждения пил, ограничители движения механизмов резания и подачи.Это концевые упоры, выключатели механического или автоматического действия,предотвращающие выход этих механизмов за установленные пределы во избежание аварийи несчастных случаев.
Торцовка пиломатериалов длиной менее 300 ммдолжна производиться с применением специальных приспособлений, обеспечивающихбезопасность работающего при удержании и зажиме обрабатываемого материала. Воизбежание возможности травмирования рук станки оснащаются каретками для подачипиломатериалов. С целью уменьшения травмоопасности при работе на станкепредусмотрена система отвода опилок, стружки, обрезков (например, вынос поддействием центробежных сил по металлическому желобу – патрубку).
Для защиты персонала от повышенного напряжения вэлектрической цепи оборудования применяют усиленную изоляцию, используютограждения, служащие для обеспечения недоступности токоведущих частейоборудования и электрических сетей; для устранения опасности пораженияэлектрическим током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущимчастям оборудования применяется защитное заземление.
С целью предупреждения электротравматизмарегулярно проверяют изоляцию сетей и оборудования, проводят испытания индивидуальныхзащитных средств, обучение, аттестацию и переаттестацию персонала.
Для предупреждения возникновения опасных разрядовстатического электричества предусмотрены следующие меры: отвод зарядов путемзаземления оборудования, увеличение проводимости пола на рабочем месте, использованиерабочими обуви с токопроводящей подошвой, антистатических перчаток,изготовленных из хлопчатобумажного материала.
Снижение повышенного уровня шума на рабочем местеосуществляется посредством установки звукопоглощающих и звукоизолирующихпреград в виде экранов и перегородок на пути его распространения. Зоны суровнем шума более 80 дБА обозначены знаками безопасности. Работающие в этихзонах снабжаются средствами индивидуальной защиты, к которым относятся ушныевкладыши, наушники и шлемофоны.
Предельно допустимые уровни шума определены ГОСТ12.1.003–88. Характеристикой постоянного шума на рабочем месте является уровеньзвукового давления в дБ, непостоянного – эквивалентный уровень звука в дБА.Допустимый уровень звукового давления на деревообрабатывающем предприятиисоставляет 95 дБ, эквивалентный уровень звука – 80 дБА.
Вибрация машин в виде упругих волнраспространяется от фундаментов по конструкции здания во все помещения, где ипроявляется как шум. Ослабить такой шум можно только виброизоляцией ивибропоглощением. Для этих целей используют виброизолирующие основания подоборудование, виброизолированные плиты рабочих мест, плавающие фундаменты.
Согласно ГОСТ 12.1.0.12–90 определяют предельнодопустимые параметры вибраций на рабочем месте.
Воздух, поступающий в рабочую зону должен иметьтемпературу, соответствующую санитарно-гигиеническим требованиям ГОСТ 12.1.005–88«Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Метеорологические условия устанавливаются взависимости от характера работ (тяжести). Работы на деревообрабатывающихстанках относятся к работам средней тяжести. В соответствии с категорией работыустанавливается определенный микроклимат (см. табл. 5.1.)
Таблица 5.1. Показатели микроклимата
Период года
Температура, °С
Относительнаявлажность, %
Скорость движения, м/с Холодный 17…19 40…60 0,12 Теплый 20…22 40…60 0,13
Для того чтобы поддержать в производственныхпомещениях нужный состав и состояние воздуха применяются устройства вентиляции.Для защиты органов дыхания и зрения от пыли и токсических паров используютсясредства индивидуальной защиты (респираторы, защитные очки).
Для устранения физических перегрузок притранспортировании заготовок, деталей, оснастки применяются средства механизациии автоматизации транспортных операций.
Для обеспечения пожаробезопасности рабочие местаоборудуются первичными средствами пожаротушения (огнетушители, лопаты, ящики спеском, асбестовые полотна) и пожарной сигнализацией. В помещении цехапредусмотрен пожарный выход и план эвакуации.
Для создания светового комфорта на предприятияхиспользуют: естественное освещение, искусственное, и совмещённое освещение, прикотором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормамиСНиП 23–05–95 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшегообъекта различения, разряда зрительной работы, системы освещения, фона,контраста объекта с фоном. Нормы искусственной освещенности при деревообработкена станке Т1: комбинированное общее освещение – 150 лк; комбинированное общее иместное – 500 лк.
5.3 Расчет защитного заземления станка Т1
Защитному заземлению подлежат металлические частиэлектроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие другихвидов защиты, обеспечивающих электробезопасность.
Цель расчета заземления – определить число идлину вертикальных элементов и разместить заземлитель на планеэлектроустановки, исходя из регламентированных правилами значений допустимыхсопротивления заземления, напряжения прикосновения и шага, максимальногопотенциала заземлителя или всех указанных величин.
Заземлению подлежит торцовочный станок Т1,работающий под напряжением 380 В. Грунт – суглинок. Измерения проводилисьпри относительной влажности грунта. Удельное сопротивление грунта ρизм= 100 Ом·м. Заземляющее устройство представляет собой полосу длиной 30 м.В качестве вертикальных стержней применяются трубы Ø50 мм длиной 3 мв грунте на расстоянии Но = 0,8 м. В качестве соединительнойполосы используется стальная шина сечением 40x4 мм. Естественныезаземлители отсутствуют.
Расчет защитного заземления проводится пометодике, изложенной в [19].
Порядок расчета:
1. Расчетный ток замыкания на землю в сетях сизолированной нейтралью напряжением до 1000 В определяется по формуле:
/>, А,
где /> — фазноенапряжение, В;
Z – сопротивление изоляции сети относительно земли,Ом. Если Zнеизвестно, то принимаем Z = 100 Ом.
/>А
Так как напряжение в данной установке меньше1000В, то сопротивление заземляющего устройства R3 не должно превышать 4 Ом.
2. Расчетное удельное сопротивление грунтаопределяется по формуле:
/>, Ом·м,
где ψ – климатический коэффициент.
/> Ом·м
3. Определяется сопротивление естественныхзаземлителей.
Так как естественные заземлители отсутствуют, тов качестве естественного берем один из искусственных. Принимаем сопротивлениеестественного заземлителя Rе = 4 Ом.
4. Определяется сопротивление искусственногозаземлителя. Считается, что искусственные и естественные заземлители соединены параллельно,и общее их сопротивление не должно превышать норму Ru ≤ RH. Следовательно, принимаем Ru = 4 Ом.
5. Сопротивление одиночного вертикальногозаземлителя с учетом расчетного удельного сопротивления грунта определяется поформуле:
/>, Ом,
где l – длина стержня, м;
d – диаметр стержня, м;
Н – расстояние от грунта до середины стержня, м.
/>Ом
6. Предварительно разместив заземлители на плане,определяют (задают) число вертикальных заземлителей и расстояние между ними. Сучетом этих данных определяют коэффициент использования вертикальных стержней.
Длина соединительной полосы равна периметру 30 м.Примем число вертикальных стержней равным 15, а расстояние между ними 2 м.По таблицам определяем коэффициент использования вертикальных стержней ηcm =0,51.
7. Сопротивление соединительных полосопределяется по формуле:
/>, Ом,
где b – ширина полосы, м.
По таблицам определяем коэффициент использованиясоединительных полос ηп = 0,52. Тогда сопротивлениесоединительных полос с учетом коэффициента использования определяется поформуле:
/>, Ом
/>Ом
8. Требуемое сопротивление вертикальных стержней(заземлителей) определяется по формуле:
/>, Ом
/>Ом
9. Учитывая коэффициент использованиявертикальных стержней, окончательно определяют их число по формуле:
/>, шт.
Таким образом, для надежного заземленияторцовочного станка, подключенного к сети напряжением 380 В необходимо 15стержней круглого сечения 050 мм и длиной 3 м, расположенных в ряд исоединенных стальной полосой сечением 40x4 мм по периметру. Креплениесоединительной полосы к заземлителям осуществляется сварным соединением. Схемазаземления торцовочного станка Т1 представлена на плакате (ДП. 151001.10.23.113.05.01.000).
5.4 Меры по обеспечению устойчивостифункционирования объекта в условиях чрезвычайной ситуации
Исходя из особенностей рельефа, климатических,гидрографических и природных условий, на территории Вологодской областивозможно возникновение чрезвычайных ситуаций природного характера, таких каклесные и торфяные пожары, подтопление населенных пунктов в период весеннихполоводий и дождевых паводков, ураганные ветры, сильные снегопады, гололед,метель. Кроме того, могут произойти аварии и другие чрезвычайные происшествияпо техногенным причинам. В области имеются три химически опасных города – Вологда,Череповец, Сокол. На территории Вологодской области находятся девять химическиопасных объектов. Из них:
– I степени опасности – «Вологдагорводоканал», АО«Вологодский льнокомбинат»;
– II степени опасности – станция осветления техническойводы, АО «ВПЗ», АО «Агма-холод»;
– III степени опасности – АО «Вологодскиймясокомбинат», комбинат «Заречье», АО «Вологодский молочный комбинат», АО«Вологдамолоко», АО Торговое предприятие «Вологодское».
По территории области проложено около шестисоткилометров железнодорожных путей. Наиболее часто перевозимые по железной дорогесильнодействующие ядовитые вещества – хлор и аммиак. Основные направления ихперевозок по железной дороге – участки: Вологда – Вожега, Вологда – Череповец,Грязовец – Вологда. На территории Вологды расположены один взрывоопасный (АО«Вологодский комбинат хлебопродуктов») и 9 наиболее крупных пожароопасныхобъектов (например, Вологодская нефтебаза).
К факторам, влияющим на устойчивость работыобъектов, относятся: район расположения объекта, планировка и застройкатерритории объекта, системы электроснабжения, технология, производственныесвязи объекта, система управления предприятием, подготовленность объекта квосстановлению.
При анализе района расположения объекта учитываютсянахождение на данной территории других объектов, которые могут служитьисточником возникновения вторичных факторов поражения (гидроузлы, химзаводы),естественные условия местности (лес – источник пожаров, дороги, реки),метеорологические условия (количество осадков, направление ветра).
При рассмотрении зданий и сооружений даннойтерритории учитываются этажность, огнестойкость строительных конструкций идругие характеристики, влияющие на устойчивость и уязвимость к воздействиюсветовых излучений, ударной волны; отмечаются сооружения, которые не могутучаствовать в производстве основной продукции.
При оценке внутренней планировки территорииобъекта учитываются влияние плотности и тип застройки на возможностьвозникновения и распространения пожаров, образование завалов входов в убежищах,возникновение вторичных факторов поражения (емкости с ядовитыми веществами,аммиачные установки).
При изучении технологии на объектах учитываетсявозможность изменения производственного процесса на время ЧС (частичное производство,выпуск новой продукции), возможность электроснабжения от внутренних источников,выявляется минимальная потребность в энергии, газе, воде, паре и других видахэнергоснабжения в период ЧС.
При анализе системы управления учитываютвозможность связи, ее надежность, возможность взаимозаменяемости руководящегосостава, надежность системы оповещения. Учитывают системы материально-техническогоснабжения в период ЧС, оценивают имеющиеся запасы сырья, деталей и возможностиих пополнения.
Изучается возможность восстановления производствапосле поражения объекта, предусматриваются меры по скорейшему восстановлению:возможности строительно-монтажных организаций, запасы строительных материалов,наличие проектной документации для проведения работ.
Повышение устойчивости работы объекта достигаетсяусилением наиболее слабых (уязвимых) элементов и участков объекта.
Основные меры по повышению устойчивости:
– усиление прочности зданий, сооружений,имеющих большое значение, но малопрочные элементы (закрепление оттяжками, устройствобетонных и металлических поясов, повышающих жесткость конструкции);
– повышение устойчивости наиболее ценного иуникального оборудования, эталонных контрольно-измерительных приборов; этооборудование размещается в облегченных трудносгораемых зданиях (меньшеповреждаются при разрушении) или в заглублениях, подземных или специальнопостроенных помещениях повышенной прочности, устраиваются защитные шатры,кожухи, зонты, козырьки, сетки над оборудованием;
– повышение устойчивости технологическогопроцесса за счет резервирования систем автоматики, обеспечения возможностиручного управления, сокращения числа используемых станков, линий; размещенияпроизводства отдельных видов продукции в филиалах, параллельных цехах, заменысложной технологии более простой, разработки способов безаварийной остановкипроизводства по сигналу тревоги;
– повышение устойчивости системэнергоснабжения за счет создания дублирующих источников электроэнергии, газа,воды, пара (прокладка дополнительных коммуникаций, их закольцевание), принятиемер против разрушения (усиление опор, заглубление, усиление перекрытий),введение передвижных электростанций, насосных установок с автономным приводом;приспособление ТЭЦ к различным видам топлива;
– повышение устойчивости водоснабжения: питаниеот нескольких водоисточников, скважин, расположенных на достаточно большомрасстоянии друг от друга, внедрение оборотного водоснабжения, защита воды отзаражения (дополнительная очистка, защита водозаборов);
– обеспечение устойчивости управления производством:создание групп управления (по числу смен) для руководства производством,спасательными и аварийно-восстановительными работами, устройство пунктауправления в одном из убежищ, дублирование связи;
– повышение устойчивостиматериально-технического снабжения объекта: создание запасов сырья, материалов,оборудования, топлива, обеспечение их сохранности;
– проведение противопожарных мероприятий:сведение до минимума возможности возникновения пожаров от светового излучения,от воспламенений, вызванных воздействием ударной волны; защите от световогоизлучения подлежат сгораемые кровли, деревянные стены и элементы (окраскаогнезащитной краской, покрытие известковой смесью, обмазка глиной, закрашиваниестекол окон); разборка малоценных сгораемых объектов, конструкций; очисткатерритории от сгораемых материалов; сооружение противопожарных водоемов,противопожарных преград.
Данный торцовочный станок модели Т1 предназначендля поперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов.В условиях ЧС возможно изменение параметров обрабатываемых досок за счетизменения положения съемного торцовочного упора, расположенного на столестанка.
Станок оборудован двухкнопочным управлением:кнопка включения электродвигателя привода пилы («Пуск»), кнопка выключенияэлектродвигателя привода пилы («Общий стоп»). Кнопка «Общий стоп» позволяетотключить механизмы станка в случае аварийной ситуации, при этом пильныймеханизм возвращается в исходное положение.
5.5 Меры по охране окружающей среды напредприятии
Хозяйственная деятельность человека являетсяодним из важнейших факторов влияния на окружающую среду. В результате выбросовв атмосферу отходов производства изменяется ее химический состав, стокипромышленных вод в водоемы загрязняют почву и источники водоснабжения. Подзагрязнением окружающей среды понимают любое внесение в ту или инуюэкологическую систему несвойственных ей живых или неживых компонентов,физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессыкруговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности илиразрушением данной экосистемы.
Промышленные предприятия загрязняют почвуразличными отходами: стружками, опилками, пылью. Отходы предприятий необходимособирать для повторной переработки; отходы, для которых не разработанатехнология переработки, хранятся в отвалах. Из отходов древесиныизготавливаются прессованием товары народного потребления. Основныминаправлениями ликвидации и переработки отходов являются: вывоз и захоронение наполигонах, сжигание, складирование и хранение до появления технологиипереработки,
Цеха используют воду, например, для охлажденияинструмента. Практически большинство технологических процессов используют воду,которая загрязняется кислотами, цианидами, щелочами, механическими примесями,окалиной и пр. Использованная предприятием вода поступает в очистные сооруженияпредприятия, очищается и повторно используется (повторное, оборотноеводоснабжение).
Очистка сточных вод от механических примесейосуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения механическихчастиц в поле действия центробежных сил и фильтрования. Процеживание сточныхвод осуществляется пропусканием через решетки и волокноуловители для выделенияпримесей размером 25 мм и более, а также волокнистых загрязнений. Отстаиваниепроисходит в отстойниках, песколовках. В гидроциклонах и центрифугахиспользуются центробежные силы для очистки воды от загрязнений. Фильтрованиеиспользуется для очистки от тонкодисперсных загрязнений, при этом применяютсязернистые фильтры (песок, шлак, гравий) и микрофильтры (металлические сетки).
В производственных помещениях работающие станки,машины, оборудование выделяют в окружающий воздух большое количество различныхпаров, газов и пыли. На качество воздуха влияет и лучистое тепло, выделяемоеработающими станками, аппаратами, прессами, печами, нагретыми изделиями.Основными мероприятиями по снижению выбросов вредных веществ в атмосферуявляются:
– совершенствование технологическихпроцессов, включая снижение неорганизованных выбросов;
– применение герметичного внутризаводскоготранспорта, перевозящего пылящие материалы;
– отказ от применения складов и резервуаровоткрытого типа;
– строительство новых и повышениеэффективности существующих очистных устройств;
– перепрофилирование производства;
– повышение общей культуры производства(механизация и автоматизация технологических процессов, дистанционноеуправление, качественный ремонт промышленного оборудования);
– контроль за содержанием вредных веществ ввоздухе рабочей зоны.
Применительно к предприятиям деревообработкинаиболее значительным представляется газо- и пылеулавливание вентиляционныхвыбросов, а также проведение мероприятий по снижению доли неорганическихвыбросов. Очистку и обезвреживание газовых составляющих промышленных производствосуществляют методами, выбор которых определяется составом, концентрациейзагрязняющих веществ, типом производства, условиями выброса.
Очистку вентиляционных выбросов от механическихпримесей осуществляют аппаратами мокрого и сухого пылеулавливания, волокнистымифильтрами и электрофильтрами.
К аппаратам сухой очистки относятсяпылеосадительные камеры, циклоны (прямоточные и батарейные), центробежныепылеуловители ротационного действия.
К аппаратам мокрой очистки относятся насадочные иполые газопромыватели с подвижными насадками, ударно-инерционного ицентробежного действия, механические.
Фильтры используются для тонкой очисткиатмосферного воздуха. Фильтр – это устройство, в котором запыленный воздухпропускается через пористые или сетчатые материалы и конструкции, которыеспособны задерживать или осаждать пыль. Фильтры для очистки воздуха бывают:бумажные, масляные, ультразвуковые, электрофильтры и т.д.
При работе станков, которые должны снабжатьсявентиляционными системами, транспортировка пылевоздушного потока через системувентиляции обеспечивается вентилятором. Отходящие вредные вещества проходят циклпоследовательной очистки от пыли и вредных газообразных соединений, которыенейтрализуются в замкнутой оборотной системе циркуляции.
Для проверки качества работы системы вентиляцииежемесячно проводятся контрольные замеры, концентрации пыли на рабочих местахоператоров и других участков цеха. При превышении предельно допустимойконцентрации принимаются меры для очистки вентиляционных систем и устранения неисправностейих работы.
В ходе работы торцовочного станка Т1 происходитобразование большого количества стружки и опилок. Из рабочей зоны они выносятсяпо металлическому желобу (патрубку) под действием центробежных сил. Воизбежание скопления отходов у станка рабочий участок оборудуют системойотсасывания стружки, к которой подсоединяют патрубок.
Заключение
По каждому из выполненных разделов дипломногопроекта можно кратко сформулировать следующие выводы:
Рассмотрены принцип работы торцовочного станка моделиТ1, исследовано назначение основных узлов станка.
Произведены расчет и проектирование приводаглавного движения станка. Разработана кинематическая схема привода и проведенего энергокинематический расчет. Спроектирована клиноременная передача, сконструировани рассчитан пильный вал. Проведен расчет подшипников на долговечность.
Разработан технологический процесс изготовленияпильного вала станка модели Т1. Произведен выбор заготовки, типа производства,оборудования, инструмента, приспособлений. Рассчитаны припуски на обработку,режимы резания, технологическая норма времени. Рассчитан и спроектировантокарный проходной упорный резец, оснащенный пластиной из твердого сплаваТ15К6, который применяется для черновой и чистовой обработки пильного вала.
В организационно-экономической части рассмотренаорганизация рабочего места станочника при работе на торцовочном станке.Произведен расчет затрат на производство станка, включающих в себя затраты наматериалы и комплектующие, заработную плату работников, отчисления насоциальные нужды, накладные и прочие расходы. Они составили 30875,05 руб. Такжепроизведен расчет показателей экономической эффективности проекта – экономическогоэффекта, срока окупаемости капитальных вложений.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта»был произведен анализ опасных и вредных факторов, возникающих при эксплуатацииторцовочного станка Т1. Также были разработаны мероприятия по обеспечениюбезопасных и здоровых условий труда, меры по обеспечению устойчивостифункционирования объекта в условиях чрезвычайной ситуации и меры по охранеокружающей среды. Произведен расчет необходимого защитного заземленияторцовочного станка Т1.
Список использованных источников
1.Захарова, Е.И. Лесопильное производство / Е.И. Захарова. – М.: Высшаяшкола, 1968. -320 с.
2.Маковский, Н.В. Теория и конструкция деревообрабатывающих машин / Н.В. Маковский,В.В. Амалицкий. – М.: Лесная промышленность, 1990. – 608 с.
3.Афанасьев, П.С. Конструкция и расчеты деревообрабатывающего оборудования /П.С. Афанасьев. – М.: Машиностроение, 1969. – 400 с.
4.Иванов, М.Н. Детали машин: учеб. для студентов высших технических учебныхзаведений. – 5-е изд., перераб./ М.Н. Иванов. – М.: Высшая школа,1991. – 383 с.
5.Свирщевский, Ю.И. Расчет и конструирование коробок скоростей и подач / Ю.И. Свирщевский,Н.Н. Макейчик. – Минск: Высшая школа, 1976. – 592 с.
6.Анурьев, В.И.: справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. – 5-е изд.,перераб. и доп. / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 1978. – 1844 с.
7.Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие длямашиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.– М.: Высшая школа, 1985. – 416 с.
8.Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб.пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. / А.Ф. Горбацевич,В.А. Шкред. – Минск: Высшая школа, 1983. – 256 с.
9.Справочник технолога-машиностроителя: справочник в 2 т. – Т. 2 / А.Г. Косилова,Р.К. Мещеряков; под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-еизд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
10.Режимы резания металлов: справочник / Ю.В. Барановский; под. ред. Ю.В. Барановского.– 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 408 с.
11.Обработка металлов резанием: справочник-технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин.– М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.
12.Семченко, И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / И.И Семченко, В.М. Матюшин,Г.Н Сахаров и др. – М.: Машгиз, 1962. – 948 с.
13.Сахаров, Г.Н. Металлорежущие инструменты: учебник для вузов / Г.Н. Сахаров,О.Б Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. – М: Машиностроение, 1989. – 328 с.
14.Ансеров, М.А. Приспособления для металлорежущих станков. – 3-е изд./ М.А. Ансеров.– М.: Машиностроение, 1966. – 650 с.
15.Приспособления для металлорежущих станков: справочник. – 6-е изд. / А.К. Горошкин.– М.: Машиностроение, 1971. – 384 с.
16.Платов, М.И. Организация и планирование машиностроительного производства:Учеб. для машиностр. спец. вузов / М.И. Платов, М.К. Захарова, К.А. Грачеваи др.; под ред. М.И. Ипатова, В.И. Постникова и М.К. Захаровой. –М.: Высшая школа, 1991. – 367 с.
17.Грибанова, О.А. Технико-экономическое обоснование дипломных проектовпроизводственно-технологического направления: Методическое пособие повыполнению организационно-экономической части дипломного проекта для студентовочной и заочной форм обучения / сост. О.А. Грибанова. – Вологда: ВоГТУ,2004. – 32 с.
18.Морозов, Ю.П. Инновационный менеджмент: учеб. пособие для вузов./ Ю.П. Морозов.– М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2000. – 446 с.
19.Князевский, Б.А. Охрана труда в электроустановках: учебник для вузов /под. ред. Б.А. Князевского. – 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 336 с.
20.Князевский, Б.А. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок: учебникдля вузов. – 2-е изд., перераб. и доп./ Б.А. Князевский, Л.Е. Трунковский.– М.: Высш. шк., 1984. – 175 с.
21.Обливин, В.Н. Охрана труда на деревообрабатывающих предприятиях: учеб.пособие для нач. проф. образования / В.Н. Обливин, Л.И. Никитин, Н.В. Гренц.– 2-е изд. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 256 с.
22.Пожарная безопасность деревообрабатывающих предприятий: справочник / Е.С. Назаренко,В.А. Казанцев. – М.: Лесная промышленность, 1990. – 272 с.