Проектирование системы обеспечения безопасности производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание к курсовому проекту

Рассчитать:

1. Сеть воздуховодов местной вытяжной вентиляции шлифовального участка;

2. Звукоизолирующий экран



1. Общая характеристика шлифовального участка

1.1 Общая характеристика техпроцессов

Шлифование - один из прогрессивных методов обработки металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку срезают абразивными инструментами - шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между зернами круга и связкой расположены поры. Материалы высокой твердости, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными.

Шлифование состоит в том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих поверхностях шлифовального круга (периферия круга).

Число абразивных зерен, расположенных на периферии круга, очень велико; у кругов средних размеров оно достигает десятков и сотен тысяч штук. Таким образом, при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен неправильной формы, что приводит к очень сильному мельчению стружки и большому расходу энергии.

Режущая поверхность шлифовального круга состоит из множества абразивных зерен, расположенных на его поверхности на некотором расстоянии друг от друга и выступающих на различную высоту. Этим объясняется то, что не все абразивные зерна работают одинаково.

Абразивное зерно, вращаясь с очень большой скоростью (90 м/с и более), срезает металл с поверхности заготовки. Следовательно, шлифование следует рассматривать как сверхскоростное резание (царапанье) поверхностных слоев заготовки большим числом мельчайших шлифующих зерен (резцов), сцементированных в круге с помощью связки. Полученная таким образом шлифованная поверхность представляет собой совокупность шлифовочных рисок, оставляемых вершинами абразивных зерен круга. Образование каждой шлифовочной риски происходит в результате последовательного внедрения режущей кромки зерна в обрабатываемую поверхность.

1.2 Опасные и вредные факторы

1) Пыль

Пылью (аэрозолем) называются измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) некоторое время в воздухе. Такое витание происходит вследствие малых размеров этих частиц под действием движения самого воздуха.

Воздух всех производственных помещений в той или иной степени загрязнен пылью; даже в тех помещениях, которые обычно принято считать чистыми, не запыленными, в небольших количествах пыль все же есть. Однако во многих производствах в силу особенностей технологического процесса, применяемых способов производства, характера сырьевых материалов, промежуточных и готовых продуктов и многих других причин происходит интенсивное образование пыли, которая загрязняет воздух этих помещений в большой степени. Это может представлять определенную опасность для рабочих. В подобных случаях находящаяся в воздухе пыль становится одним из факторов производственной среды; она получила название промышленной пыли.

Пыль, находящаяся в воздухе рабочих помещений, оседает на поверхности кожного покрова работающих, попадает на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, со слюной заглатывается в пищеварительный тракт, вдыхается в более глубокие участки органов дыхания (включая легкие). Находясь в запыленной атмосфере, рабочий подвергается как внешнему, так и внутреннему воздействию пыли. Внешнее воздействие пыли не представляет серьезной опасности для работающих, так как с наружных поверхностей (кожного покрова, слизистых) она относительно легко смывается, а иногда просто стряхивается, и, следовательно, непосредственный контакт с ней прекращается по окончании рабочей смены или после выхода из запыленной атмосферы. Кроме того, кожный покров не пропускает большинства видов пыли и не подвергается сам их воздействию.

Заглатывание пыли в пищеварительный тракт практически столь незначительно, что также не представляет большой опасности. Гораздо более опасно вдыхание пыли, при котором значительное ее количество попадает в орган, и лишь некоторая часть выдыхается обратно. Создаются условия для длительного контакта относительно больших масс пыли со слизистой поверхностью дыхательных путей, наиболее восприимчивой к ее действию.

Степень опасности неблагоприятного действия пыли на орган определяется в основном концентрацией пыли в воздухе и ее дисперсностью.

Определенную роль играют физико-химические свойства пыли, поэтому их также следует учитывать при гигиенической оценке пылевой загрязненности воздуха - запыленности.

Размеры пылинок имеют большое гигиеническое значение, так как чем мельче пыль, тем глубже она проникает в дыхательную систему. Если относительно крупные пылинки при вдыхании в большей степени задерживаются в верхних дыхательных путях и постепенно удаляются оттуда со слизью, то мелкая пыль, как правило, проходит в легкие и оседает там на длительный срок, вызывая поражение легочной ткани. Кроме того, мелкая пыль при той же массе имеет большую поверхность соприкосновения с легочной тканью, поэтому она более активна. Высокодисперсная пыль представляет большую опасность, чем крупная (низкодисперсная), так как она дольше находится в воздухе во взвешенном состоянии.

Химический состав пыли определяет биологическое действие ее на орган. По химическому составу пыли делят на две основные группы: токсические и нетоксические. Первые при попадании в орган вызывают острое или хроническое отравление, вторые не вызывают отравления органа даже при больших концентрациях и при неограниченном сроке действия.

Структура пыли, то есть форма пылинок, также имеет определенное гигиеническое значение, так как от этого зависит характер ее местного действия и в какой-то степени проникающая способность. Электрозаряженность пыли способствует большему ее задержанию в органе, так как, осев на поверхности дыхательных путей, она в большей степени с ними связывается и меньше выдыхается обратно. Кроме того, способность электрозаряженной пыли удерживать на своей поверхности газовые частицы приводит к занесению последних в орган и их совместному воздействию.

Как видно из вышеизложенного, различные виды пыли, обладая разными физико-химическими свойствами, оказывают неодинаковое действие на орган и, следовательно, представляют разную опасность для работающих. Однако все они оказывают определенное неблагоприятное действие на орган. Абсолютно безвредных пылей нет.

На шлифовальном участке применяются абразивные круги, которые изготавливают из кварца, наждака, корунда и других материалов. При работе абразивных кругов происходит их истирание, что вызывает образование пыли, которая совместно с металлической пылью обрабатываемого изделия поступает в воздух помещения. Пыль на 30-40% по массе состоит из материала абразивного круга и на 60-70% из материала обрабатываемого изделия. Загрязненный воздух следует удалять и перед выбросом в атмосферу фильтровать.

Количество выделяемой пыли зависит в основном от размеров и твердости обрабатываемого изделия, диаметра и кружной скорости круга, а так же от способа подачи изделия. Непрерывная зачистка и шлифовка изделия сопровождается выделением 25-50 г/ч пыли.

2) Тепловыделения

Работа на токарных, фрезерных, шлифовальных и других станках сопровождается выделением тепла, пыли и стружки. Тепловыделения зависят от установочной мощности электродвигателей, степени ее пользования, условий работы станков. Источниками тепловыделений являются так же люди, искусственное освещение и солнечная радиация.

3) Шум

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. В качестве звука ухом человека воспринимаются упругие колебания воздушной среды, возникающие вследствие какого-либо возмущающего воздействия. Величина шума характеризуется двумя показателями: уровнем звукового давления и эквивалентным (по энергии) уровнем звука. Уровень звукового давления является показателем постоянного шума на рабочем месте и еряется в децибелах (дБ). Эквивалентный уровень звука является показателем прерывистого, импульсного шума на рабочем месте и еряется в децибелах по шкале «А» (дБА).

Под действием шума снижается производительность труда (в некоторых случаях в два раза), увеличивается число ошибок в работе. Шум оказывает вредное воздействие на многие органы и психофизиологические функции. Вредное воздействие шума, прежде всего, проявляется на органах слуха. При длительном воздействии шума недопустимо высокого уровня развивается утомление слуха, сопровождающееся болью в ушах, головной болью, тошнотой, потерей равновесия. Развиваясь, это заболевание слухового аппарата может привести к профессиональной тугоухости, а в ряде случаев и к полной глухоте.

Утомление слуха связано с частотой и интенсивностью звука. Так, при частоте 2-4 кГц оно может развиться при уровнях интенсивности шума, превышающих 80 дБ, а при частоте 5-6 кГц - уже начиная с 60 дБ. Определенную опасность представляют и отдельные кратковременные шумы очень высоких уровней (порядка 120 дБ и более). Они могут послужить причиной шумовой травмы, когда происходит повреждение или разрыв барабанной перепонки, что также ведет к тугоухости и глухоте.

Под воздействием шума нарушается кровяное давление и ритм сердечной деятельности; ослабляется память, внимание, зрение; наблюдаются нарушения функций желудка (развиваются гастриты) и вегетативной нервной системы (человек может совершить поступки, не характерные для него в нормальных условиях).

Шум возникает при взаимодействии деталей и узлов машин, при контакте отдельных элементов машин, а также обрабатывающего инструмента с заготовками, полуфабрикатами и готовыми изделиями. Такие шумы получили название механических. Особенно сильный шум создают неисправные, плохо отрегулированные машины.

4) Аэрозоли охлаждающих жидкостей

для вывода из зоны резания выделяющейся теплоты, уменьшения трения и удаления отходов шлифования применяют охлаждение различными смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). По составу и свойствам СОЖ, применяемые при шлифовании, делят на эмульсию и масла.

Эмульсией называют жидкость, в которой во взвешенном состоянии находятся микроскопические частицы другой жидкости.

Основой шлифовальной эмульсии является вода с добавлением небольшого количества специальных присадок, обеспечивающих смазочный эффект.

Охлаждающая жидкость, смывая абразивно-металлическую пыль, улучшает качества шлифуемой поверхности. Охлаждающие жидкости не должны содержать ядовитых примесей, вызывающих кожные заболевания у рабочих, не должны разъедать металл и краску станка. Чем больше площадь поверхности соприкосновения заготовки с шлифовальным кругом и тверже материал обрабатываемой заготовки, тем большее количество охлаждающей жидкости необходимо подавать в зону шлифования. Охлаждающую жидкость следует равномерно подавать на всю высоту шлифовального круга. Ее количество зависит от высоты шлифовального круга: на каждые 10мм высоты круга расходуют примерно 5-8 литров жидкости.

Следует отметить, что применение охлаждающей жидкости уменьшает поступление пыли в рабочую зону.

1.3 Защитные меры против опасных и вредных производственных факторов

Подвесные транспортные устройства (монорельсы, конвейеры и др.) не должны располагаться над рабочим местом. Эксплуатируемое оборудование должно быть в полной исправности. Работать на неисправном оборудовании запрещается. Оборудование должно быть установлено на фундаментах или основаниях. Проходы между станками не должны загромождаться. Все передачи - ременные, цепные, зубчатые и др. должны иметь специальное ограждения на высоте 2 м от уровня пола.

Оборудование, работающее с выделением пыли (сухое шлифование), необходимо устанавливать в отдельном помещении. В этом помещении предусматривают приточную вентиляцию и пылеотсасывающие устройства возле каждого места выделения пыли (особенно у заточных станков).

Среди причин, из-за которых происходят производственные травмы, организационные преобладают над техническими причинами (конструктивные недостатки и неисправность машин, механизмов, приспособлений и инструментов).

Таким образом, рациональная организация рабочих мест, введение передовой технологии, соблюдение дисциплины труда и правил внутреннего трудового распорядка, своевременное и точное исполнение распоряжений администрации, соблюдение требований техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной безопасности позволяют добиться резкого снижения травмата на шлифовальном участке.

Основным направлением в комплексе мероприятий по борьбе с пылью (а также с парами вредных веществ) является предупреждение ее образования или поступления в воздух рабочих помещений. Технологические процессы по возможности проводятся таким образом, чтобы образование пыли было полностью исключено или, по крайней мере, сведено до минимума.

При невозможности полного исключения пылеобразования необходимо путем соответствующей организации технологического процесса и использования соответствующего технологического оборудования не допускать выделения пыли в воздух рабочих помещений. Это достигается главным образом путем организации непрерывного технологического процесса в полностью герметичной или, по крайней мере, максимально закрытой аппаратуре и коммуникациях.

В качестве мер по предотвращению попадания пыли, паров вредных веществ и тепловыделений в воздух рабочих помещений используют средства местной вытяжной вентиляции. Общеобменная вытяжная вентиляция в помещениях применяется лишь при рассеянных источниках пылевыделения, когда невозможно полностью обеспечить их местной вытяжкой. Эффективность общеобменной вытяжной вентиляции в производствах с пылевыделениями всегда ниже, чем эффективность местной вытяжки.

Одним из средств местной вытяжной вентиляции является кожух. Он повторяет форму шлифовального круга, где пыль, под действием центробежной силы, попадает в воздуховод и уносится.

Эффективным мероприятием по борьбе с шумом является снижение его в источнике образования, т.е. в машинах, механизмах и т.п. Для снижения шума в источнике заменяют, например, ударные процессы и механизмы безударными, зубчатые и цепные передачи на клиноременные, применяют принудительную смазку, прокладочные материалы и упругие вставки в соединениях и т.п.

Кроме того, для борьбы с шумом в конструкцию оборудования встраивают амортизирующие и звукогасящие приспособления. В качестве индивидуальных средств защиты от воздействия производственного шума используют противошумные заглушки и наушники.

Для защиты от непосредственного, прямого воздействия шума используют экраны и выгородки (соединенные отдельные секции - экраны). Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично.

При низких частотах (менее 300 Гц) экраны малоэффективны, т.к. за счет дифракции звук их легко огибает. Важно также, чтобы расстояние от источника шума до приемника было как можно меньше. Наиболее часто применяются экраны плоской и П-образной формы. Изготавливают экраны из сплошных твердых материалов (металлических и т.п.) толщиной 1,5-2 мм с обязательной облицовкой звукопоглощающими материалами поверхности, обращенной к источнику шума, а в ряде случаев и с противоположной стороны.

Выводы

Поддержание безопасных условий труда, как показывает практика, заключается в систематической проверке состояния техники безопасности на всех рабочих местах перед началом работ, устранении производственных опасностей и контроле со стороны непосредственного руководителя и инженера по технике безопасности состояния машин, оборудования, защитных приспособлений и применения безопасных способов выполнения производственных операций.

Помимо административно-технического персонала предприятия контроль осуществляется общественными инспекторами по охране труда, комиссиями охраны труда. При выявлении нарушений правил охраны труда упомянутые выше лица принимают меры для устранения недостатков. Соблюдение требований охраны труда является обязанностью каждого рабочего. Все работающие должны поддерживать контакт с общественными инспекторами по охране труда и другими работниками, осуществляющими тот или иной вид надзора, своевременно сигнализировать о замеченных неполадках и нарушениях, способствовать их устранению.

2. Расчет звукоизолирующего экрана

звукоизолирующий защита шлифовальный шум

Расчет звукоизолирующего экрана сводится к определению необходимого снижения уровня шума до определенного значения или ниже и подборе необходимых строительных материалов, которые обеспечили бы необходимое снижение звука.

Необходимо запроектировать звукоизолирующий экран для рабочего места, расположенного в 3,5 м от машины для мельчения пластмассы. Уровень звукового давления (УЗД), создаваемого машиной, и допустимые уровни - см. табл. 1.

Таблица 1

Величина	Среднегеометрические частоты октановых полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
L, дБ	103	94	90	88	84	88	80	73
Lдоп, дБ	95	87	82	78	75	73	71	69

Габариты источника шума (ИШ):

Длина - 1,75 м

Ширина - 1,0 м

Высота - 1,6 м

Расчет для защиты от шума производится в среднеоктавных частотах: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000.

Определим требуемое снижение УЗД

Значения для других октавных полос - см. табл. №3

Определим УЗМ - уровень звуковой мощности



[5, с.135],

где - расстояние от акустического центра ИШ до расчетной точки.

,

- расстояние от проекции АЦ на пол до проекции РТ на пол, ; - расстояние от поля до РТ,

- фактор направленности, Ф=1, т.к. ИШ с равномерным излучением звука;

В - постоянная помещения.

,

где (т.к. помещения с небольшим количеством людей - металлообрабатывающие цехи, вентиляционные камеры, испытательные залы и т. п.), - частотный множитель, (т.к. расчет ведем для части участка).

Таким образом,

Значения для других октавных полос - см. табл. 2

Определим уровень прямого звука в РТ

Значения для других октавных полос - см. табл. 2

Определим уровень отраженного звука в РТ

Значения для других октавных полос - см. табл. 2

1 - уровень шума, создаваемый машиной;

2 - допустимый уровень шума;

3 - уровень шума после установки звукоизолирующего экрана.

Таблица 2

Величины	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
,дБ	103	94	90	88	84	88	80	73
,дБ	95	87	82	78	75	73	71	69
,дБ	8	7	8	10	9	15	9	4
	0,65	0,62	0,64	0,75	1	1,5	2,4	4,2
,м3	32,5	31	32	37,5	50	75	120	210
,дБ	111,94	102,74	98,87	97,53	94,72	100,36	94,2	89,25
,дБ	91,64	82,44	78,57	77,23	74,42	80,06	73,9	68,95
,дБ	102,84	93,85	89,84	87,81	83,75	87,63	79,43	72,05
,дБ	6	10	7	12	15,5	22	23,5	25,0
,дБ	26,92	33,87	33,44	39,49	45,39	47,36	53,85	60,0

, значит, рассчитанный экран подходит для применения.

Таблица 3

Величина	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Звукоизолирующая способность экрана	26,92	33,87	33,44	39,49	45,39	47,36	53,85	60,0



3. Расчеты оборудования

3.1 Расчет кожуха и сети воздуховодов

Размер кожуха

B = b + 0,8h = 0,8 + 2·0,Ч ·1,1 = 1,6 м

А = а + 0,8h = 0,5 +2·0,4· 1,1 = 1,3 м

a и b - стороны перекрываемого зеркала вредных выделений, м.

h - расстояние от зеркала вредных выделений до нижнего приёмного отверстия зонта, м.

Примем диаметр воздуховода равным Д=315 мм, тогда высота зонта :

H= B - Д/(2 tgб/2 )+ h =1,68-0,315/2tg300+0,2 = 1,4 м

B - сторона прямоугольного зонта, м.

Д - диаметр вытяжной трубы, м.

h - высота борта, м.

б - угол раскрытия зонта.

2. Количество удаляемого воздуха определяется по формуле.

L = 3600 F V

F - площадь приемного (нижнего) сечения зонта, мІ.

V - средняя скорость воздуха в приёмном сечении зонта, м/с, для нетоксичных выделений = 0,25 м/с.

V = 0,25 м/с.

F = A · B = 1,7 ·1,3 = 2,21 м3

L = 3600 · 2,21 · 0,25 = 1925 м3/ч.

3.2 Расчёт сети воздуховодов

Участок 1

Принимаем воздуховод диаметром 355 мм. Скорость воздуха в воздуховоде на участке 1

V = 5 м/с [2, с.355].

Для D = 355 мм :Rтр = 0,093 кгс/м2, Hg = 1,53 кгс/м2

Вытяжная насадка в виде диффузора с круглым сечением при 5°.

0.05°, F1/F0 = 0.6

Отвод круглого сечения

90°, 0,25°, 0,25+0,5= 0,30 кгс/м2

Потери давления на участке 1

0,093*1,95+0,38= 0,56 кгс/м2



Участок 4

Принимаем воздуховод диаметром 400 мм. Скорость воздуха в воздуховоде на участке 4

v= 7 м/с [2, с.355].

Для D= 400мм :Rтр=0,03 кгс/м2, Hg= 3,0 кгс/м2

Насадка в виде диффузора с круглым сечением при 5°.

0.05°, F1/F0 = 0.6

Отвод тройник с углом ответвления .60°

0,43, 0,43+0,05= 0,48 кгс/м2

Потери давления на участке 4

0,03*3+1,19= 1,28 кгс/м2

Участок 5

Принимаем воздуховод диаметром 500 мм. Скорость воздуха в воздуховоде на участке 5

v= 8,5 м/с [2, с.357].

Для D= 500мм :Rтр=0,141 кгс/м2, Hg= 4,42 кгс/м2

Насадка в виде диффузора с круглым сечением при 15°.

0.33°, F1/F0 = 0.3

Отвод тройник с углом ответвления 60°

0,36, 0,33+0,36= 0,69 кгс/м2

Потери давления на участке № 5

0,141*5+2,5= 3,21 кгс/м2

Потери давления в воздуховодах:

0,56+1,28+3,21= 5,05

3.3 Подбор вентилятора

Необходимый напор.

.1,1*5,05= 5,5

Необходимая производительность

,

где - коэффициент, учитывающий потери или подсос воздуха в воздуховоде (1,1 - для стальных воздуховодов длиной до 50м).

1,1*5775=6352,5

По производительности и напору подбираем вентилятор центробежный GXLF-5-014

3.4 Подбор электродвигателя

Мощность электродвигателя, соединенного с вентилятором:

,

где - коэффициент запаса (=1,2); - КПД вентилятора; - КПД передачи (на одной оси 1,0).

кВт

Ny=0.13 кВт>N 0,29 кВт=> двигатель подобран верно

Расход энергии:



Список использованных источников

1. Басов Н.И., Бондарь В.А., Любартович В.А., Миронов В.А. Техника безопасности при переработке пластмасс. - М.: Химия, 1978.

2. Блохина О.И. Методические указания и примеры инженерных расчетов для дипломного проектирования раздела охрана труда.- Владимир, 1976.

3. Белов С.В., Козьяков А.Ф., Партолин О.Ф. Средста защиты в машиностроении: Расчет и проектирование. Справочник. Под ред. С.В. Белова. - М.: Машиностроение, 1989.

4. Галустов В.С., Гусев В.И., Макаров В.М., Белороссов Е.Л. Техника безопасности при переработке пластмасс. - М.: Химия, 1982.

5. Охрана труда в машиностроении. Под ред. Е.Я. Юдина. Уч. для вузов. М.: Машиностроение, 1976.

Размещено на Allbest.ru

...