Розробка конструкції струменеформуючого пристрою гідрорізальної установки

Рис.3.7. Гідроабразивний струменеформуючий пристрій

Щоб представити фізичну модель процесу, розглянемо докладніше рух окремо взятої частинки абразиву, яка після захоплення її струменем рідини починає рухатися з деяким прискоренням, що зменшується від максимального значення (у початковий момент) до нуля по мірі вирівнювання швидкостей частинки і струменя. Надалі частинка рухається рівномірно з деякою швидкістю , яка досягається на відстані Lonт від входу в канал прискорюючого насадка (рис. 3.8, 1), тобто довжина прискорюючого насадка повинна забезпечувати розгін абразиву до швидкості . Подальше його подовження недоцільне.

На практиці залежність V=f(L) істотно відрізняється від розглянутої вище, оскільки частинка при русі уздовж каналу знаходиться не тільки під впливом прискорюючого струменя рідини, але і гальмується силами тертя об стінки каналу.

Рис. 3.8. Залежність швидкості абразивної частинки від довжини каналу прискорюючого насадка:

1 - без врахування втрат на тертя; 2 - з врахуванням втрат.

Причому в початковий момент сила тертя росте пропорційно збільшенню швидкості частинки в першому ступені, а потім, у міру розгону, сила тертя зростає вже пропорційно квадрату і навіть кубу швидкості. Тому швидкість, а також і енергія частинки із збільшенням довжини каналу понад деяке значення Loпm, при якому досягається найбільша швидкість Vmax, починає швидко убувати (рис.3.8, 2).

Таким чином, на практиці збільшення довжини насадка понад деяке оптимальне значення Lonт недоцільно, оскільки веде до великих втрат енергії абразивно-рідинного струменя, зниженню її ріжучої здатності і, зрештою, до зниження продуктивності процесу. Тому була визначена довжина насадка Lonт, при якій енергетичні показники абразивно-рідинного струменя на виході з прискорюючого каналу були максимальні. Оскільки безпосереднє вимірювання швидкості струменя представляється доволі складно, то в якості її енергетичної характеристики, що однозначно залежить (за інших рівних умов) від швидкості, була прийнята інтенсивність різання, тобто маса матеріалу, що руйнується в одиницю часу , де - маса зруйнованого матеріалу за час дії струменя . Експеримент проводився за наступних умов (табл. 3.1):

Таблиця 3.1

Умови експерименту

тиск робочої рідини (води) рр , МПа	80
діаметр струменеформуючого сопла d, мм	0,14
тиск стислого повітря рт, використовуваного для подачі абразиву в змішувальну камеру, МПа	0,4
витрата абразиву Ма, г/с	6,5
розмір абразивних частинок da, мм	0,25--0,5
швидкість подачі оброблюваного матеріалу(склотекстоліт) Vп, мм/с	4,7

В якості насадка використовували циліндричні трубки із сталі 45 з внутрішнім діаметром dк = 1,3 мм і довжиною 5--85 мм (з кроком 10 мм).

Результати експерименту приведені на рис. 3.9.

Аналіз експерименту показав, що на деякому інтервалі (5<L<15 мм) при збільшенні довжини каналу насадка інтенсивність різання зростає, досягаючи максимуму при L=15 мм, і потім (на інтервалі (15<L<85мм) починає убувати, що повністю підтвердило приведене вище припущення.



Рис. 3.9. Залежність інтенсивності видалення матеріалу від довжини каналу прискорюючого насадка: 1 - рр=80 МПа; 2 - рр=130 МПа.

Імовірно, що при зміні умов експерименту (тиск рр і витрата Мр робочої рідини, витрата абразиву Ма, діаметр каналу dк ) графік залежності =f(L) і, отже, максимум на графіку зміщатимуться управо або вліво. Тому за нових умов оптимальна довжина насадка L матиме інше значення. З метою підтвердження припущення проводився експеримент при тиску робочої рідини рр=130 МПа (решта параметрів не змінювалася). Результати експерименту (рис. 3.9, 2) показали, що разом з підвищенням інтенсивності різання збільшилася і оптимальна довжина насадка (максимум на графіці =f(L) змістився вправо).

Це пояснюється тим, що при більшому тиску рідини швидкість струменя і, отже, різниця швидкостей струменя і абразивних частинок зростають. Тому для їх вирівнювання потрібно більше часу і, відповідно - більша довжина насадка.

РОЗДІЛ 4. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

Велика різноманітність технічних рішень при виборі альтернативних варіантів конструкторських розробок ставлять перед інженером-механіком комплекс досить складних завдань. Серед великої кількості критеріїв оцінки оптимальності варіантів конструкторських розробок на перший план висуваються економічні критерії. В нових економічних умовах господарювання підвищується відповідальність колективів підприємств за економічний результат їх діяльності, що піднімає на якісно новий рівень вимоги до економічної обґрунтованості будь-якого інженерного рішення.

Для визначення економічної ефективності впровадження конструкторських змін у вироби застосовується комплекс основних і додаткових показників, з допомогою яких можна встановити, чи є даний захід економічно ефективним, а також виявити величину річного економічного ефекту.

До пріоритетних показників, які характеризують економічну ефективність, відносять річний економічний ефект і його складові: собівартість продукції і одноразові капітальні вкладення необхідні для впровадження заходу.

Якщо результат, скажімо, не досягнули, то ефективність втрачає своє позитивне економічне значення. На практиці показник ефективності відображає величину доходу (прибутку) на одиницю витрат, наприклад рентабельність виробу, праці, виробництва тощо.

Економічний ефект означає скорочення або економію виробничих ресурсів під час виготовлення продукції (наприклад, матеріальних або трудових витрат). Якщо результат економічної діяльності перевищує витрати, то має місце позитивний економічний ефект, який оцінюється прибутком.

Економічна ефективність характеризує співвідношення одержаного ефекту з витратами на його здійснення і є свого роду ціною або платою за досягнення даного результату.

4.1 Стислий опис заходу, який впроваджується

Гідрорізальна установка УГР використовується для розкрою рулонних та листових матеріалів незалежно від їх будови, властивостей та характеристик.

Розкрій матеріалу здійснюється за допомогою високошвидкісного ріжучого гідроабразивного струменя. Особливості розкрою на гідрорізальній машині за рахунок автоматизованого управління за допомогою ЧПУ дозволяють зменшити до мінімуму відходи матеріалу, що розкроюється, пов'язані з нераціональним розкроєм. Даний спосіб дозволяє працювати з будь-якими матеріалами, адже він немає побічних впливів на безпосередній об'єкт обробки.

У дипломному проекті проаналізовано конструкцію струменеформуючого пристрою гідрорізальної установки УГР.

4.2 Розрахунок економічної ефективності впровадження

Стаття «Сировина і матеріали» (См). Затрати на сировину і матеріали визначаються прямим рахунком, виходячи із норм витрат матеріалів на одиницю продукції і діючих оптових цін з врахуванням транспортно- заготівельних витрат і розраховуються за формулою:

,(4.1)

де m - кількість матеріалів, що використовується;

- норма витрат матеріалів;

- ціна матеріалу;

- коефіцієнт, який враховує транспортно-заготівельні витрати,

- кількість відходів матеріалу, яка реалізовується;

- ціна реалізації відходів матеріалу.

Стаття «Покупні вироби і напівфабрикати» (СПН). Затрати по цій статті собівартості визначаються прямим рахунком, залежать від кількості покупних виробів, напівфабрикатів, їх вартості з врахуванням транспортно-заготівельних витрат і розраховуються за формулою:

(4.2)

де - кількість покупних виробів, напівфабрикатів, `рн,

- вартість покупних виробів, напівфабрикатів, `рн..

Стаття «Основна заробітна плата виробничих робітників» (СЗО). Зарплата розраховується за формулою:

(4.3)

де m - число виробничих операцій при виготовленні виробів;

Т - трудомісткість виготовлення деталі;

ГСр - годинна тарифна ставка робітника, який зайнятий виконанням відповідної операції;

КВН - коефіцієнт виконання норм.

В розрахунку враховується основна заробітна плата виробничих робітників, безпосередньо зв'язаних з виготовленням продукції. До складу їх основної заробітної плати включається:

1. оплата операцій та робіт по відрядних нормах і розцінках, а також погодинна оплата праці;

2. доплати по відрядній і погодинно-преміальній системах оплати праці.

Стаття «Додаткова заробітна плата виробничих робітників» (СЗД). Враховує оплату чергових і додаткових відпусток, перерв в роботі матерів-годувальниць, часу для виконання державних та громадських обов'язків.

При розрахунку економічної ефективності від впровадження заходу по статті «Додаткова заробітна плата» застосовується коефіцієнт, який враховує відсоток додаткової заробітної плати в конкретному підрозділі.

(4.4)

де -коефіцієнт, який враховує відсоток додаткової заробітної плати від основної,

Стаття «Відрахування на соціальні потреби» (ССП). Відображаються обов'язкові відрахування по встановленим законодавством нормах (в фонд соціального страхування, пенсійний фонд, фонд зайнятості, фонд соціального страхування від нещасних випадків) від суми основної і додаткової заробітних плат виробничих робітників.

(4.5)

де - коефіцієнт, що враховує відрахування на соціальні потреби. [35]

Таблиця 4.1

Вихідні дані

Показники	Одиниця виміру	Значення показників
		Після впровадження
1	2	3
Кількість	шт.	1
Норма витрат матеріалів на струменефрормуючий пристрій: Штуцер Корпус Струменеформуюсе сопло Прискорюючий насадок	кг.	0,05 0,175 0,01 0,015
Ціна матеріалу за 1 кг Сталь конструкційна Сталь для корпусів	грн.	7 5
Покупні вироби	шт.	2
Вартість покіпних вибобів	грн.	9,48
Поправочний коефіцієнт, який враховує транспортно-заготівельні роботи	-	1,1
1	2	3
Трудомісткість зборки (точіння, фрезерування, свердління, шліфування, монтаж)	нормогод.	7,1
1	2	3
Вартість однієї нормогодини для зборки	грн.	7
Додаткова заробітна плата	%	20
Відрахування на соціальні витрати	%	37,84
Ціна реалізації відходів матеріалів	грн.	0,22
Коефіцієнт виконання норм	-	1,15

Проведемо розрахунок собівартості по варіантах, використовуючи необхідні вихідні дані.

Результати одержаних розрахунків зводимо до таблиці.

Таблиця 4.2

Розрахунок собівартості за варіантами

Статті витрат	Розрахунок витрат
	Після впровадження
Матеріали	1.42+10.43=11.85 грн.
Заробітна плата (з урахуванням додаткової і соціальних відрахувань)	285.78+57.16+129.77=472.71 грн
Всього витрат по собівартості	Сн =11.85+472.71=784,56 грн.

Так повна собівартість струменеформуючого пристрою складає 784,56 грн.

РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

5.1 Аналіз об'єкта проектування з точки зору безпеки праці та охорони навколишнього середовища

Для зручності транспортування рулонних і листових матеріалів, заготовок та готової продукції гідрорізальна установка УГР встановлюється безпосередньо на ходовій трасі цеху: поряд з проїздами, прольотами, транспортерами та конвеєрами. При її експлуатації можуть виникнути такі небезпечні та шкідливі фактори:

1. можливість травмування ріжучим струменем;

2. небезпека ураження електричним струмом;

3. статична електрика;

4. виробничий шум;

5. пилове забруднення;

6. вібрації.

Безпечність гідрорізальної установки забезпечується її конструкцією та засобами захисту, автоматизації та дистанційного керування, а також дотриманням ергономічних вимог, вимог безпеки, що включені до технічної документації з експлуатації, монтажу, демонтажу, ремонту, транспортування та зберігання.

Керування процесом різання на гідрорізальній установці УГР здійснюється за допомогою ЧПУ, що фактично виключає можливість небезпеки ураження електричним струмом. Але слід пам'ятати, що деякі чинники виробничого середовища впливають на небезпеку ураження електричним струмом, це є: температура, вологість та запилення повітря, наявність в ньому хімічно активних домішок. Також до ураження може призвести доторкання до відкритих струмопровідних частин, металевих частин устаткування, які виявились під напругою внаслідок пошкодження ізоляції чи будь-яких струмопровідних матеріалів, які потрапили під напругу. Електричний струм небезпечний тим, що його дія на організм людини може викликати порушення серцевої діяльності, зупинки дихання, шоковий стан, опіки, а нерідко закінчується смертю.

Розряди статичної електрики виникають при деформації, подрібненні речовин, відносному переміщенні двох тіл, що знаходяться в контакті, переміщуванні рідких та сипких матеріалів тощо. Іскрові заряди статичної електрики здатні запалити паро-, газо- та пило-повітряні суміші [32].

Наступним шкідливим фактором при роботі гідрорізальної установки УГР є виробничий шум, зокрема:

1. механічний, який виникає за рахунок вібрацій під час роботи установки;

2. електромагнітний, що виникає в результаті взаємодії пермо-магнітних мас в електроустановці;

3. гідродинамічний, що виникає при роботі гідроприводу та переміщенні рідинного середовища.

Внаслідок впливу виробничого шуму можуть виникнути професійні захворювання , підвищення загальної захворюваності, зниження працездатності, підвищення ступеня ризику травм та нещасних випадків, пов'язаних з порушенням сприйняття попереджувальних сигналів, порушення слухового контролю функціонування технологічного обладнання, зниження продуктивності праці [30].

Пил - основний шкідливий фактор на багатьох промислових підприємствах, обумовлений недосконалістю технологічних процесів. В нашому випадку присутні три види пилу: природний, текстильний та мікрочастинки абразивної складової ріжучого струменя. Частинки пилу подразнюють шкіру і слизові оболонки, даючи змогу просмоктуватись в організм інфекційним мікроорганізмам, що супроводжують пил, або знаходяться в повітрі. Це призводить до атрофічних, гіпертрофічних, гнійних, виразкових та інших змін слизових оболонок, бронхів, легень, шкіри, веде до катару верхніх дихальних шляхів, виразкового захворювання носової перетинки, бронхіту, пневмонії, кон'юктевіту, дерматиту, пневмонікозу та інших захворювань. При підвищення запиленості повітря змінюється спектр інтенсивності сонячної радіації (поглинання та розсіювання ультрафіолетового випромінювання), знижується освітленість. Пилові частки здатні сприймати електричний заряд безпосередньо із газового середовища (пряма адсорбція іонів із повітря), і в результаті тертя частинок пилу між собою або безпосереднього контакту з будь-якою зарядженою поверхнею [32].

Завдяки високому рівню автоматизації гідрорізальної установки УГР вплив вібрацій на оператора та інших працівників фактично відсутній, але серед всіх видів механічних впливів для технічних об'єктів вібрація найбільш небезпечна. Знакозмінні напруження, викликані вібраціями, сприяють накопиченню пошкоджень в матеріалах, появі тріщин та руйнуванню. Вібрації викликають також відмови машин та приладів [30].

гідравлічний гідрострумень двофазний гідроабразивний

5.2 Заходи, спрямовані на приведення виявлених небезпечних та шкідливих виробничих факторів до нормативних вимог

Заходи для забезпечення безпечності технологічного обладнання. Профілактичний огляд гідрорізальної установки УГР повинен проводитися не рідше за один разу в три місяця.

Безпека виробничого обладнання забезпечується:

1. вибором безпечних принципів дії, конструктивних схем, елементів конструкції;

2. використанням засобів механізації, автоматизації та засобів дистанційного керування;

3. застосуванням в конструкції засобів захисту;

4. дотриманням ергономічних вимог;

5. дотриманням вимог безпеки, зазначених в технічній документації з монтажу, експлуатації, ремонту, транспортування і зберігання обладнання;

6. застосування в конструкції відповідних матеріалів [30].

Захист від електричного струму. Виділяють три системи засобів і заходів електробезпеки:

1. система технічних засобів та заходів;

2. система електрозахисних засобів;

3. система організаційно-технічних заходів і засобів [32].

Технічні засоби і заходи з електробезпеки реалізуються в конструкції електроустановок при їх розробці, виготовленні і монтажі відповідно до чинних нормативів. За своїми функціями технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки поділяються на дві групи:

1. технічні заходи та засоби забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок;

2. технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок.

Основні технічні засоби та заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають:

1. ізоляцію струмопровідних частин;

2. недоступність струмопровідних частин;

3. блоківники безпеки;

4. засоби орієнтації в електроустановках;

5. виконання електроустановок, ізольованих від землі;

6. захисне розділення електричних мереж;

7. компенсацію ємнісних струмів замикання на землю;

8. вирівнювання потенціалів [32].

Із метою підвищення рівня безпеки в електроустановках можуть застосовуватись одночасно більшість з перерахованих технічних засобів та заходів.

Захист від статичної електрики. Накопиченню і формуванню зарядів статичної електрики сприяє відсутність або неефективність спеціальних заходів захисту, створення електроізоляційного шару відкладень на поверхні заземлення, порушення режиму робочих апаратів.

Для зниження величини виникаючих зарядів статичної електрики покриття технологічної підлоги слід виконувати з одношарового полівінілхлоридного антистатичного лінолеуму.

Іншим методом захисту є нейтралізація заряду статичної електрики іонізованим газом. В промисловості широко застосовуються радіоактивні нейтралізатори. До загальних заходів захисту від статичної електрики можна віднести загальне і місцеве зволоження повітря [33].

Захист від виробничого шуму. Відомі наступні методи захисту від виробничого шуму:

1. боротьба з шумом в джерелі його виникнення. Цей спосіб є самим дієвим і забезпечується за рахунок конструктивних особливостей установки;

2. зниження шуму звукопоглинанням та звукоізоляцією. Забезпечується за рахунок розміщення установки чи її елемента, що випромінює шум, в кожусі. Внутрішні стінки якого покриті звукопоглинальним матеріалом;

3. зниження шуму звукоізоляцією. Забезпечується ізоляцією шумовипромінювального об'єкта в окреме або приміщення звукоізольованою стіною або перегородкою чи розташуванням його в окремій кабіні. При цьому рівень шуму в ізольованому приміщенні не змінюється, але діє на менше число людей. До цього ж методу відноситься розташування оператора в спеціальній кабіні та встановлення екранів та ковпаків. Це дає змогу захисту лише працівника від впливу прямого звуку, але не змінює шум в приміщенні;

4. зниження шуму акустичною обробкою приміщення. Забезпечується за рахунок унеможливлення та мінімізації інтенсивності відбиття звукових хвиль. Цього можна досягти за допомогою вкривання стелі та верхньої частини стін звукопоглинальним матеріалом, використання звукопоглинальних щитків, конусів, кубів, резонаторних екранів (штучних поглиначів) [30].

Для зниження рівня шуму при роботі гідрорізальної установки УГР до 75 Дб рекомендовано опускання точки відриву струменя від вставки нижче рівня дзеркалу води водозбірника [31].

Захист від пилового забруднення. Вентиляція виробничих приміщень призначена для забезпечення метеорологічних умов та чистоти повітряного середовища, що відповідають гігієнічним та технічним нормам. У виробничих приміщеннях може використовуватись природна, штучна (механічна) або суміщена система вентиляції.

Використовується як неорганізована (інфільтрація, провітрювання), так і організована (аерація) природна вентиляція. При аерації надходження свіжого зовнішнього повітря здійснюється через спеціальні отвори в стінах виробничих будівель, а видалення відпрацьованого повітря - через спеціальні пристрої (аераційні ліхтарі) в дахах чи верхній частині будівлі. Тобто в будівлі створюється цілеспрямована циркуляція повітря, при цьому виникає незначне розрідження, що сприяє відсмоктуванню прохолодного зовнішнього повітря. Для регулювання надходження та видалення повітря передбачено перекривання на відповідній величині аераційних отворів.

При штучній вентиляції повітрообмін здійснюється внаслідок різниці тисків, що створюється вентилятором. Використовується загально-обмінна (припливна, витяжна, припливно-витяжна) і місцева штучна вентиляція.

Для зменшення виділення в повітря мікрочастинок абразивної складової ріжучого струменя при роботі гідрорізальної установки рекомендовано використовувати гранатовий пісок. Його застосування не пов'язане з захворюваннями силікозом (у відмінності від звичайних і кварцових пісків), він не є канцерогенним і токсичним, не вимагає пересівання, не містить інертний пил, має прекрасну сипучість і мінімальну вологість - тобто є абсолютно безпечним для здоров'я людини.

Недотримання терміну придатності певних вузлів також призводить до виділення надмірної кількості пилу. Термін придатності деяких деталей та вузлів:

1. водяне сапфірове сопло (основний вплив виявляє ступінь очистки води і робочий тиск насосу) - 30 - 50 годин, після чого факел не дозволяє створювати стійкий сфокусований струмінь;

2. струменеформуючий пристрій (основний вплив виявляє кількість та якість споживаного абразиву, ступінь очистки води і робочий тиск насосу) - 100 - 150годин, після чого канал розточується в середньому до 2 мм, що веде до невиправданого підвищення витрат абразиву, наслідком чого є надмірне виділення абразиву в повітря;

3. змішувальна камера (основний вплив - кількість та якість абразиву) - 300 - 500 годин [31].

Захист від вібрацій. Існують наступні методи захисту від вібрацій:

1. зниження вібрацій в джерелі виникнення шляхом зниження або усунення збуджувальних сил;

2. від лагодження від резонансних режимів раціональним вибором приведеної маси або жорсткості системи, що коливається;

3. вібродемпферування - зниження вібрацій за рахунок сили тертя демпферного пристрою;

4. динамічне гасіння - введення в коливну систему додаткових мас або збільшення жорсткості системи;

5. віброізоляція - введення в коливну систему додаткового пружного зв'язку, з метою послаблення передавання вібрацій суміжному елементу конструкції або робочому місцю;

6. використання індивідуальних засобів захисту [30].

Освітлення і його значення в створенні безпечних умов праці. Вибір правильного виду освітлення виробничих приміщень сприяє зниженню травматизму, підвищенню продуктивності праці та санітарної гігієни.

В галузі легкої промисловості використовується природне та штучне освітлення. Природне освітлення може бути боковим (одно- і двостороннім), верхнім та комбінованим. А штучне - загальним, місцевим та комбінованим.

Загальне штучне освітлення використовується як рівномірне так і локалізоване. При рівномірному світильники розміщуються рівномірно на висоті 2,5 м від рівня підлоги, при локалізованому - із врахуванням розміщення робочих місць.

При місцевому освітленні світильники сконцентровують свій світловий потік на робочі місця. Застосування лише місцевого освітлення не допускається, через небезпеку виникнення виробничого травматизму та професійних захворювань.

Комбіноване освітлення використовується при виконання робіт високої точності.

Окрім того штучне освітлення використовується в якості робочого, аварійного, евакуаційного, охоронного та чергового.

Охорона навколишнього середовища. Оскільки при експлуатації гідрорізальної установки УГР не відбувається забруднення навколишнього середовища, то немає потреби вживати заходів для його охорони.

5.3 Розрахункова частина

Розрахунок захисного занулення.

Вибір захисного апарату. Для вибору захисного апарату визначають величину номінального струму плавкої вставки Іном.вст., виходячи з максимального робочого струму в ланцюзі Іmax з урахуванням пускового стуму електродвигуна Іпуск:

.(5.1)

Максимальний робочий струм у ланцюзі:

(5.2)

де - номінальна потужність навантаження, кВт;

- номінальна напруга, В;

- коефіцієнт потужності навантаження.

За розрахованим значенням струму Іном.вст. вибираємо плавку вставку - тип запобіжника ПН2-250.

Вибір перерізу фазного провідника. Переріз фазного провідника вибирається з умови максимально допустимого нагріву:

,(5.3)

де Ідоп - довгочасний допустимий з умови нагріву струм навантаження провідника, А.

За ПУЕ (табл.. 1.3.5) вибираємо переріз фазного провода. Так при виконанні умови (5.3) 200А<215А, для Ідоп=215А для двох одножильних алюмінієвих проводів, прокладених в одній трубі, площу перерізу фазного провода приймаємо рівною 95мм2.

Вибір перерізу нульового захисного провідника. При умові виготовлення нульового та фазного провідників з одного металу (алюмінію) запишемо:

.(5.4)

Розрахунок величини струму короткого замикання Ікз. Значення Ікз залежить від фазної напруги мережі Uф, і опорів мережі, у тому числі від повних опорів джерела струму ZТ і петлі (контуру) фазного провідника - нульового захисного провідника (петлі фаза - нуль, Zn), і може бути розраховане за формулою для обчислення дійсного значення (модуля) струму короткого замикання:

.(5.5)

Повний опір петлі фаза - нуль, Zn у дійсній формі (за модулем) дорівнює:

,(5.6)

де Rф, Rнз - активні опори відповідно фазного та нульового захисних провідників;

Хвз - зовнішній індуктивний опір петлі фаза-нуль (опір взаємоіндукції між фазним і нульовим проводами).

Для алюмінієвих провідників Хф, Хнз порівняно малі (біля 0,0156 Ом/км), тому ними можна знехтувати.

Зовнішній індуктивний опір Хвз при малих значеннях відстані між проводами, порівняно з їх діаметром незначний (не більше 0,1 Ом/км) і ним можна також знехтувати. Тоді розрахункова формула (5.5) набирає вигляду:

.(5.7)

Активний опір ланцюга фаза-нуль для провідника з кольорових металів визначається за формулою:

(5.8)

де - питомий опір і-ї ділянки провідника (для алюмінію - 0,028 Ом мм2/м);

- довжина і-ї ділянки провідника, який має однаковий переріз, м;

- площа перерізу провідника.

Для потужності трансформатора 160кВА при захисному з'єднанні обмоток У/Ун модуль повного опору ZТ=0,5 Ом.

Перевірка надійності вимикання ушкодженого електроапарата. Перевіримо, чи справдиться нерівність:

,(5.9)

де k=1,25 - коефіцієнт кратності струму стосовно номінально струму захисного апарата (при захисті автоматичними вимикачами з електромагнітними розчеплювачами і номінальним струмом, більшим за 100А).

,

Оскільки 250А<550А, то можемо зробити висновок, що нерівність справдилась, а, отже, нульовий захисний провідник вибраний правильно, тобто здатність системи, що вимикає, забезпечена. [34]

5.4 Пожежна безпека

Основними причинами виникнення пожеж є:

1. необережне поводження з вогнем;

2. незадовільний стан електротехнічних пристроїв та порушення правил їх монтажу та експлуатації;

3. порушення режимів технологічних процесів;

4. несправність опалювальних приладів та порушення правил їх експлуатації;

5. невиконання вимог нормативних документів з питань пожежної безпеки [32].

До складу будь-якої системи пожежної сигналізації входять пожежні сповіщувачі, приймальний прилад та автономне джерело електроживлення.

В залежності від способу формування сигналу пожежні сповіщувачі бувають ручні та автоматичні. Ручний сповіщувач являє собою технічний пристрій, за допомогою якого особа, яка виявила пожежу, може передати повідомлення на приймальний прилад або пульт пожежної сигналізації. Автоматичний пожежний сповіщувач системи пожежної сигналізації встановлюється в зоні, яка охороняється, та автоматично подає сигнал тривоги при виникненні однієї або кількох ознак пожежі: підвищенні температури, появі диму або полум'я на приймальний прилад, появі значних теплових випромінювань. Сповіщувачі за видом контрольованого параметра поділяються на теплові, димові, полум'яні (світлові), комбіновані. За видом зони автоматичні сповіщувачі поділяються на точкові та лінійні.

Вибір вогнегасної речовини залежить від характеру пожежі, властивостей і агресивного стану речовин, що горять, параметрів пожежі (площі, інтенсивності, температури горіння), виду пожежі (у закритому або відкритому повітрі), вогнегасної здатності щодо гасіння конкретних речовин та матеріалів, ефективності способу гасіння пожежі.

Основними елементами устаткування водяного пожежогасіння на об'єктах є пожежні гідранти, пожежні крани, пожежні рукави, насоси та ін..

Для ліквідації невеликих осередків пожеж, а також для гасіння пожеж у початковій стадії їх розвитку силами персоналу об'єктів, застосовуються первинні засоби пожежогасіння. До них належать: вогнегасники, пожежний інвентар (покривала з негорючого теплоізоляційного полотна, ящики з піском, бочки з водою, пожежні відра, совкові лопати), пожежний інструмент (гаки, ломи, сокири). Їх застосовують до приведення в дію стаціонарних та пересувних засобів гасіння пожежі.

Серед первинних засобів пожежогасіння особливе місце займають вогнегасники. Залежно від вогнегасних речовин, що використовуються, вогнегасники поділяються на пінні, газові та порошкові. Для нашого виробництва оберемо ручні вуглекислотні вогнегасники ОУ-2 або ОУ-5, які призначені для гасіння невеликих пожеж всіх видів загорання.

Для гасіння великих загорянь застосовують стаціонарні установки водяного, газового, хімічного та повітряно-пінного гасіння. До розповсюджених стаціонарних засобів гасіння пожежі відносять спринклерні та дренчерні установки. Вони являють собою розгалужену мережу трубопроводів зі спринклерними або дренчер ними головками і розташовуються під стелею приміщення, яке потребує захисту, або в інших місцях - залежно від типу і властивостей вогнегасних речовин [32].

ВИСНОВКИ

В дипломному проекті було розроблено гідроабразивний струменеформуючий пристрій гідрорізальної установки. На основі аналізу існуючих способів розрізання матеріалів в легкій промисловості, а також в інших галузях, та після проведення патентного пошуку було запропоновано і спроектовано струменеформуючий пристрій гідрорізальної установки.

Впровадження гідроабразивного розрізання матеріалів дозволяє повністю автоматизувати виробничий процес, досягнути додаткової економії матеріалів, скоротити терміни впровадження нових моделей.

Проектування струменеформуючого пристрою виконано на основі математичної моделі з застосуванням сучасних обчислювальних пакетів (програма MathCAD).

В дослідницькій частині диплому на основі аналізу гідромеханічних процесів, що виникають при розрізанні матеріалів, проведено дослідження витраченої роботи та необхідної потужності від параметрів і характеристик установки і матеріалів.

При впровадженні даного обладнання зростає продуктивність праці, покращуються умови праці, що підтверджено розрахунками, проведеними в економічній частині та розділі «Охорона праці та навколишнього середовища».

Повна собівартість модернізації складає 754,56 гривень.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Кедровський Б. Г., Клапцов Ю. В. Перспективи використання процесу гідрорізання// Легка пром-сть, 1989, № 3, с. 20--21.

2. Маслова В.А, Маслова Е.Г. Обзор рынка автоматизированных раскройных систем с целью определения требований к оборудованию для раскроя моделей одежды // Швейная пром-сть .- 2004.- № 5.- С. 17 - 20.

3. Клапцов Ю.В., Петко І.В., Панасюк І.В. Гідроструменеве розрізання - технологія широкого діапазону застосування// Тези доповідей ювілейної міжнародної науково-технічної конференції “Сучасні екологічно безпечні тепломасообмінні процеси в технологіях легкої промисловості”, 17-19 травня 2006 р. м. Київ - К.: Вісник КНУТД.- 2006. № 2 (спеціальний випуск) - с.102-103.

4. А.С. СССР № 1433660 МКИ В 23 D 31/00 Способ резания високоскоростной струей жидкости/ Беляев С.В., Кедровский Б.Г., Клапцов Ю.В., Петко И.В., Слободянюк В.А. - № 4206762/28-27; опубл.- 01.07.1988.- бюл. № 40.- С. 61

5. Саленко О.Ф., Струтинсъкий В. Б. Техніка та технологія гідроструменевої обробки: Монографія. - Київ: ВІПОЛ, 1998. - 252 с.

6. Саленко А.Ф. Оценка влияния гидродинамической подушки при разрезке материала высокоскоростной струей. //Проблемы создания новых машин и технологий: Сб. научн. трудов КГПИ. Кременчук, 1997.-т.2. - с. 118-120.

7. Саленко А.Ф., Струтинский В.Б. Процесс разрушение волокнистых пластиков струей жидкости высокого давления //Проблемы создания новых машин и технологий: Сб. научн. трудов КГПИ. Кременчуг, 1996.-т. 1. с. 112.

8. Зайченко И.З. Применение высоконапорной струи жидкости для резания материалов. //Станки и инструмент - 1988. - №4. - с. 25-28.

9. Базюк Г.П. Резание и режущий инструмент в швейном производстве.--М.: Легкая индустрия, 1980.--192 с.

10. Русаков С.И. Технология швейного производства. М., 1961.

11. Колосков В.И. Оборудование раскройных цехов обувных фабрик. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: легпромбытиздат, 1988.- 192 с. Кошель И.В. Подготовительно-раскройное производство кожгалантерейных предприятиий. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 128 с.

12. Шагапова И.М. Технология раскроя материалов на детали обуви: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытздат, 1988. - 240 с.

13. Коммисаров А.И. Проектирование и расчет машин обувных и швейных производств. - М.: Машиностроение , 1978. - 431 с.

14. Автоматизированный раскрой кожи // Э.И. Обувная промышленность. Зарубежный опыт.- 1987.- № 5.- С. 15 -16.

15. Тихомиров Р.А, Бабанин В.Ф., Петухов Е.Н. // Гидрорезание судостроительных материалов. - Л.: Судостроение,1987.-164 с.

16. Маслов В.А. Использование промышленных роботов на во доструйной резке // Механизация и автоматизация производства. - 1987. - Ш2. - С. 34-37.

17. Раскрой обувных материалов лучем лазера и струей воды под давлением // Э.И. "Обувная пром-сть. Зарубежный опыт". - 1987. - №9. - С. 12-15.

18. Шагапова И.М. Технология раскроя материалов на детали обуви: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1988, 240 с.

19. Патент США, №4507898, МКИ В24С 3/00, 1985

20. Тихомиров Р.А., Гуенко B.C. Гидрорезание неметаллических материалов. - К. Техника. 1984. - 150 с.

21. ТУ48-19-224-81. Заготовки алмазные синтетические поликрисллические марки СВА-15-Бу. Технические условия. Введ. 01.01.82 до 01.01.87. - 1981. - 14 с.

22. ТУ2-037-169-84. Материал сверхтвердый композиционный (СКМ). Заготовки. Технические условия. Взамен ТУ2-037-169-75; Введен 01.02.85 до 01.02.90. - 1984. - 7 с.

23. Петко И.В., Клапцов Ю.В., Слободянюк В. А. Экспериментальное исследование интенсивности гидроабразивного резания листовых материалов. Сообщение 2 // Изв. ВУЗов "Технол. легкой пром-сти". - 1988.- № 6.- С. 102-104.

24. Keret I. Hidromeckanische Probleme des Schiffsantriebs: Hamburg, "Neisner", 1932.- 296 p.

25. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения: Монография.- М.: Наука, 1989.- 219 с.

26. Гарлинский Р.Н., Колесников Ю.В., Зернин М.В. Исследование влияния различного сочетания материалов на контактное деформирование при ударе конических инденторов о полупространство // Механика и физика контактного взаимодействия.- Калинин, 1987.- . 60 - 64.

27. Прис К.Н. Эрозия: М.: Мир, 1982.- 464 с.

28. Петко И.В., Клапцов Ю.В., Слободянюк В. А. Экспериментальное исследование интенсивности гидроабразивного резания листовых материалов. Сообщение 1 // Изв. ВУЗов "Технол. легкой пром-сти".- 1988.- № 5.- С. 115-117.

29. Иоффе В. М. Охрана труда в промышленности искусственных кож и пленочных материалов. ? М.: Легкая индустрия, 1978.

30. Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. основи охорони праці. Навчальний посібник. - Вид. 4-те, доповнене. - Львів: Афіша, 2000. - 350 с.

31. http://www.roden.ck.ua

32. http://www.library.if.ua

33. http://ua.textreferat.com

34. Л.Л. Гурець, О.П. Будьоний, Л.А. Гладка, О.Д. Лазенко. Методичні вказівки до практичних занять на тему «Електробезпека. Розрахунок захисного заземлення та занулення». - Суми: Вид-во СУМДУ, 200. - 32 с.

35. Ткачик В.І., Опьонова І.В. Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного проекту для студентів спеціальностей «Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва», «Металорізальні верстати та системи» денної та заочної форм навчання. - Луцьк: ЛДТУ, 2004 - 36с.

Додаток А

Рис. 1. Гідрорізальна установка УГР



Рис .2. Гідравлічний струменеформуючий пристрій



Рис 3. Гідроабразивний струменеформуючий пристрій

Додаток Б

Програма розрахунку процесу руйнування матеріалу високошвидкісним гідроструменем і формування високошвидкісного ріжучого гідроабразивного струменя

м/с - швидкість звуку в рідині;

кг/м.куб. - щільність словолокна;

м/с - швидкість струменя рідини перед поверхнею матеріалу;

м - радіус вихідного отвору сопла;

- коефіцієнт Пуассона;

Н/м.кв.- модуль Юнга;

м - довжина початкової ділянки струменя;

м - відстань від сопла до площин контакту з матеріалом;

Па - тиск рідини перед струменеформуючим соплом ;

Н/м.кв.- границя міцності матеріалу при розтягу;

кг/м.куб. - масова щільність рідини;

- коефіцієнт гідравлічного опору;

м - товщина оброблюваного матеріалу;

кг/с - витрата абразиву;

м - діаметр прискорюючого каналу;

м - довжина ділянки різання;

м/с - швидкість подачі матеріалу.

Швидкість звуку в скловолокні;

Величина гідравлічного удару:

Сила нормальної дії струменя:

Глибина проникнення струменя в матеріал на першій стадії різання:

Час деформації матеріалу на першій стадії руйнування:



Швидкість проникнення струменя в матеріал на першій стадії руйнування:

Втрати тиску на першій стадії руйнування:

Динамічний тиск струменя на виході з сопла:

Динамічний тиск струменя основної області:

Радіус струменя:



Радіальна відстань від осі струменя до точки закінчення дії еквівалентної гідродинамічної сили:

Радіус ефективної частини струменя (радіальна відстань):

Середній динамічний тиск:

Еквівалентна гідродинамічна сила:

Безрозмірні параметри для спрощення подальших обчислень:

Втрати тиску струменя на тертя об бічні стінки вирізу:

Швидкість при якій зупиняється процес руйнування матеріалу:

Сила, що визначається контактним тиском:

Повний час проникнення струменя в матеріал на другій стадії:



Загальний час повного прорізання матеріалу:

Швидкість подачі:

Додаток В

Програма дослідження залежності витраченої роботи та необхідної потужності гідроабразивного струменя від параметрів та характеристик гідрорізальної установки та матеріалу

Швидкість звуку в скловолокні;

Величина гідравлічного удару:

Сила нормальної дії струменя:



Глибина проникнення струменя в матеріал на першій стадії різання:

Час деформації матеріалу на першій стадії руйнування:

Швидкість проникнення струменя в матеріал на першій стадії руйнування:

Втрати тиску на першій стадії руйнування:

Динамічний тиск струменя на виході з сопла:

Динамічний тиск струменя основної області:

Радіус струменя:

Радіальна відстань від осі струменя до точки закінчення дії еквівалентної гідродинамічної сили:

Радіус ефективної частини струменя (радіальна відстань):

Середній динамічний тиск:

Еквівалентна гідродинамічна сила:

Безрозмірні параметри для спрощення подальших обчислень:

Втрати тиску струменя на тертя об бічні стінки вирізу:

Швидкість при якій зупиняється процес руйнування матеріалу:

Сила, що визначається контактним тиском:

Повний час проникнення струменя в матеріал на другій стадії:

Загальний час повного прорізання матеріалу:



Швидкість подачі:



Размещено на Allbest.ru

...