Разработка технологической части проекта цеха отделки тумб

Исходными данными для разработки планировки служат: карты технологического процесса, расчет потребного количества оборудования и рабочих мест. В зависимости от количества потоков выбирают ширину здания, она может быть 12, 18, 24, 30, 36 м или кратной этим значениям. Размеры здания по длине должны быть кратными 6 м.

При разработке планировки необходимо соблюдать следующие основные требования и правила: размещать оборудование и рабочие места в порядке последовательности выполнения технологических операций, не допуская возвратных и петлеобразных движений обрабатываемого материала, создающих встречные потоки; оборудование и рабочие места располагать по возможности так, чтобы материал для обработки поступал справа налево по отношению к работающему; предусмотрены удобства наладки оборудования, смены инструмента, обеспечена хоровая освещённость рабочего места; после участков с высокопроизводительным оборудованием необходимо предусматривать межоперационные запасы заготовок, а также места технологических выдержек; все основные внутрицеховые транспортные операции целесообразно производить с помощью приводных и неприводных конвейеров и траверсных тележек; расстояния между оборудованием, складочными местами и элементами здания должны быть не менее следующих значений: от стены до тыльной или боковой стороны станка - 600 мм; до продольной стороны складочного места - 1000 мм; между тыльными сторонами станков - 700 мм; ширина постоянных проходов, свободных от оборудования и коммуникаций, должна быть не менее 1000 мм, их количество определяется расположением технологического оборудования; ширина проездов при одностороннем движении транспорта - 2-3 м и двухстороннем - не менее 4 м; через каждые 50 м длины цеха должны быть предусмотрены поперечные проезды шириной 3-4 м и т.д.

Вспомогательные помещения размещают рядом с производственным процессом. Например, лакоприготовительное отделение вблизи потребителей лакокрасочных материалов и т.п.

На планировке должны быть проставлены основные размеры плана здания, осуществлена привязка осей основного оборудования к колоннам или стенам здания и составлена спецификация технологического и транспортного оборудования.

Разработанная мною планировка имеет следующие размеры: L=48м, B=30 м, соответственно площадь здания F=48·30=1440 м².

Спроектированный цех отделки тумб ТТ-2 расположен на первом этаже производственного здания, детали из цеха механической обработки доставляются в цех на траверсных тележках.

Первой операцией после доставки материала в цех отделки является процесс крашения кромок в окрасочной кабине ККП-1 краскораспылителем ADVANCE фирмы De Vilbis. После крашения детали поступают в конвективную сушильную камеру тупикового типа. После крашения детали проходят процесс грунтовании (окрасочная кабина ККП-1). Выдержка и охлаждение грунта происходит на роликовых конвейерах под вытяжным зонтом. Сушка материала - конвективная сушильная камера тупикового типа. Шлифование деталей и удаление пыли происходит вручную. Следующим этапом процесса - нанесение лака. Он не отличается от процесса нанесения грунта.

Затем щитовые детали с помощью траверсной тележки перемещаются на линию крашения пластей. Эта линия состоит из следующих операций: удаление пыли - щеточная часть станка КЩ-9, нанесение красителя - вальценаносящая часть станка КЩ-9, втирание красителя - разравнивающие щетки станка КЩ-9. Сушка красителя происходит далее по процессу в камере нормализации МЛН 1.04. Возврат деталей для нанесения красителя на другую сторону пласти щитовых деталей производится с помощью напольного роликового конвейера. После крашения детали поступают на линию грунтования щитовых деталей. Эта линия состоит из щеточного станка МЩП-4В и лаконаливной машины ЛМ-3. Выдержка, сушка и охлаждение грунта осуществляется в конвективной сушильной камере с подвижными этажерками. Возврат деталей для нанесения грунта на другую сторону деталей осуществляется с помощью этажерок. Следующей операцией за грунтованием - нанесение лака. Щитовые детали поступают на линию лакирования, в состав которой входит следующее оборудование: шлифовальный станок Шл2В - промежуточное шлифование деталей, щеточный станок МЩП-4В - удаление пыли, лаконаливная машина ЛМ-3 - нанесение лака. Выдержка, сушка и охлаждение лакокрасочного покрытия осуществляется в конвективной сушильной камере с подвижными этажерками.

После создания лакокрасочного покрытия все щитовые детали проходят контроль качества (визуально) и при необходимости поступают на рабочий стол для устранения дефектов.



5. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

5.1 Охрана труда

Специфическая особенность процесса отделки изделий лакокрасочных материалов - выделение значительного количества паров растворителей, загрязняющих воздух рабочих помещений. Выделяются пары растворителей при нанесении и сушке ЛКП.

Пары растворителей оказывают токсичное действие на организм человека. Токсическими свойствами обладает и пыль, образующая при сухом шлифовании древесины и отвержденных ЛКП. При малых концентрациях токсическое действие паров растворителей может почти отсутствовать. Поэтому для защиты здоровья работающих проводятся профилактические мероприятия, к числу которых относятся устройства вентиляционных установок и установок кондиционирования воздуха. С помощью этих установок в отделочных цехах должен обеспечиваться такой воздухообмен, чтобы концентрация токсических газов, паров и пыли в воздухе производственных помещений не превышала предельно допустимых норм.

Если на рабочих местах невозможно добиться концентрации паров в допустимых пределах, следует пользоваться респираторами и масками, защищающими рабочего от вредных паров растворителей и лакокрасочного тумана.

Все отделочные цехи должны иметь усиленную вытяжную вентиляцию. В производственных помещениях, где выделяются вредные пары и пыль, в первую очередь должны устраивать местные отсосы (местная вентиляция), предназначенные для улавливания и удаления загрязненного воздуха непосредственно от мест вредных выделений.

Приемники вытяжной вентиляции устанавливают внутри сушильных камер, в распылительных кабинах, над головками лаконаливных и вальцовых машин, над емкостью для окунания и др.

Общеобменную вентиляцию со сменой воздуха по всему объему помещений устраивают в тех случаях, когда в производственное помещение попадают вредные выделения по причине невозможности полной герметизации производственного оборудования, когда отсутствуют строго фиксированные источники вредных выделений или когда работа местных отсосов неэффективна.

Приточная вентиляция предназначается для возмещения загрязненного воздуха, удаляемого местными отсосами и общеобменной вытяжной вентиляцией.

В случаях работы с кислотами и едкими щелочами глаза рабочего должны быть защищены специальными очками, руки - резиновыми перчатками, одежда - фартуком.

Для предупреждения профессиональных заболеваний в виде дерматита и экземы при работе с ЛКМ, выделяющими вредные пары растворителей, необходимо:

- перед началом работы смазать руки вазелином или ланолином, а затем протереть их насухо;

- пользоваться специальными защитными пастами (ИЭР-1, ХИОТ-6), которые после окончания работы смывают с рук водой;

- избегать мытья рук в растворителях и разбавителях ЛКМ.

Отделочные цехи деревообрабатывающих производств наиболее опасны в пожарном отношении, чем другие. Многие применяемые для отделки древесины ЛКМ не только легко воспламеняются, но пары многих растворителей образуют с воздухом взрывоопасные смеси.

Взрыв смесей происходит при попадании в среду искры, пламени, разрядов статического электричества и от нагретых предметов. Содержание взрывоопасных веществ в паровоздушной смеси выражается в граммах паров растворителя, содержащихся в 1 м³ воздуха.

Кроме того, некоторые материалы, содержащие высыхающие масла и скипидар, способны к самовоспламенению. Самовоспламенение может произойти в случае, когда высыхающее масло соприкасается на большой поверхности с воздухом и теплота, выделяющаяся при окислении, не удаляется. Поэтому необходимо промасленные тканевые материалы складывать в специально предназначенные для этого металлические ящики с крышками, которые периодически в течение смены или по ее окончании очищают, а сами промасленные материалы уничтожают.

Наиболее опасные участки отделочных цехов в пожарном и взрывоопасном отношении - участки нанесения и сушки ЛКМ (распылительные кабины, лаконаливные машины, ванны для окунания, сушильные камеры и др.). Участки облагораживания ЛКП (шлифование, полирование) также пожароопасны, хотя содержание растворителей на них немного ниже, чем на предыдущих.

В отделочных цехах запрещается применять приборы и аппараты с открытым пламенем, проводить работы и использовать механизмы, вызывающие появление искр.

Пол цеха должен быть выполнен из негорючих материалов, стойких к органическим растворителям. Для нагревания отделочных материалов и других технологических целей желательно применять пар низкого давления или горячую воду.

Камеры для нанесения и сушки ЛКМ, в которых создается высокая концентрация паров растворителей, должны быть оборудованы мощной вытяжной вентиляцией.

Теплоизоляционные ограждения сушильных камер должны обеспечивать температуру на наружных стенках не более 30-32°С.

Все электродвигатели и аппаратура к ним должны быть взрывоопасны. Искусственное освещение должно быть во взрывобезопасных светильниках.

В отделочных цехах используют спринклерные установки (водопроводы) для автоматического тушения огня. Для создания водяных завес при пожаре и изоляции его очагов применяют дренчерные установки у дверных проемов, отверстий, окон. Дренчерные установки имеют задвижки, которые открывают руками при пожаре, и вода, проходя в распылительные головки, создает водяную завесу.

Для тушения пожаров в производственных помещениях, связанных с использованием легковоспламеняющихся жидкостей, применяют установки химического пожаротушения: пенные, газовые, порошковые. Принцип действия таких установок основан на том, что при возникновении пожара в зону горения вводятся газообразные химические огнегасящие вещества, ликвидирующие пожары.

Кроме стационарных установок пожаротушения, отделочные цехи должны иметь первичные средства пожаротушения: огнетушители, ящики с песком, бочки с водой, выкидные рукава, стволы, топоры, пожарные ломы, железные багры, ведра, пожарные краны. В целях своевременного оповещения работников предприятия, вызова пожарных подразделений и других служб для ликвидации пожара в цехах и на предприятиях устанавливают различные системы пожарной сигнализации.

5.2 Охрана окружающей среды

В современном обществе резко возрастает роль промышленной экологии, призванной на основе оценке степени вреда, приносимого природе индустриализацией, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, развивать замкнутых, безотходных и малоотходных технологических циклов и производств.

Оценка выбросов и стоков может быть сделана на основе справочно-информационных материалов, расчетов, прогноза или данных предприятий. Выявление характеристики факторов вредного воздействия на окружающую среду сопоставляют с действующими нормативами.

В качестве такого расчета определяют кратность общего воздухообмена в цехе при условиях, что выделение летучих компонентов производится в рабочие зоны, с учетом сокращения концентрации паров растворителя до требуемого уровня.

Количество воздуха, удаляемого из помещения, рассчитывают по формуле

(5.1)

где а₁-а_n - часовой расход летучих компонентов ЛКМ, кг/ч; - предел допустимой концентрации (ПДК) i-го компонента, входящего в состав летучей части ЛКМ, мг/м³; К - коэффициент, зависящий от количества выделяемых паров растворителей, равный 0,7.

Количество летучих веществ, образующих при нанесении одного из используемых в технологическом процессе j-го ЛКМ, в зависимости от способа нанесения вычисляют по формуле:

(5.2)

где - часовой расход j-го ЛКМ на комплект, кг/ч; S - сухой остаток данного материала.

Тогда количество выделяемых летучих веществ по компонентам определяют по формуле:

, (5.3)

где массовая составляющая k-го компонента летучей части j-го ЛКМ.

В свою очередь часовой расход j-го ЛКМ находят из уравнения:

, (5.4)

где П_ч - часовая производительность оборудования, на котором происходит нанесение j-го ЛКМ, комплект/ч (принимается из расчета производительности оборудования); З - коэффициент загрузки оборудования; Н_j - норма расхода j-го материала на комплект, нанесенного данным способом, кг (принимается из расчета норм расхода материалов).

Кратность воздухообмена в цехе, необходимого для безопасной работы, рассчитывают по следующему выражению:

, (5.5)

где Q - количество воздуха, удаляемого из помещения, м³; V_зд - объем помещения производительного цеха, м³.

Самым эффективным путем снижения уровня вредных факторов в источнике является совершенствование технологии, техники, а также применение экологически безопасных материалов.

Очистка промышленных вентиляционных выбросов от летучих органических соединений (ЛОС) является одной из актуальных проблем, поскольку в атмосферу ежегодно выбрасываются десятки тысяч тонн органических веществ в газообразном состоянии. Одним из значительных источников выделения ЛОС в вентиляционных выбросах является применение растворителей в производственных процессах, связанных с нанесением лакокрасочных покрытий. К основным представителям ЛОС, образующими при использовании лакокрасочных материалов, относятся - толуол, ацетон, этилацетат, этиловый спирт, бутилацетат, бутиловый спирт, бензол, сольвент, уайт-спирит.

Одной из установок для очистки вентиляционного воздуха рассмотрим капельный биореактор с омываемым слоем (или биофильтр) для очистки вентиляционного воздуха от ЛОС. Капельный биофильтр отличается от обычного биофильтра только тем, что биопленка образуется на поверхности синтетической загрузки, которая не способна обеспечить микроорганизмы требуемыми питательными веществами, поэтому они должны подаваться с водой, которая постоянно циркулирует через реактор при прямо- или противоточном течении относительно газового потока. При этом избыточная биомасса удаляется с поверхности загрузки, что предотвращает её засорение и увеличивает срок службы.

На рисунке 5.1 приведена схема установки.

Рисунок 5.1 - Капельный биофильтр (биореактор с омываемым слоем)

Загрязняющие вещества абсорбируются водной фазой и затем диффундируют в плёнку жидкости на поверхности биокатализатора, где разлагаются микроорганизмами. Переход из газовой фазы в жидкую может легко становиться лимитирующим фактором в таких системах, особенно для соединений с высокой константой Генри. Обычно соединения считаются подходящими для биодеградации в капельном фильтре, если константа Генри ниже 0,01-0,05. Существует ряд путей для увеличения массообмена из газа в жидкость, простейший - большая скорость рециркуляции жидкой среды через реактор, но это приводит к увеличению энергозатрат. Поэтому недавно было предложено циркулировать жидкость периодически. Идея проводит к тому, что всё время только очень тонкий слой жидкости присутствует на поверхности слоя биомассы, таким образом, сокращается расстояние, которое газы должны пройти из газовой фазы к поверхности биослоя.

Преимущества и недостатки:

1. простота;

2. низкие капзатраты;

3. низкие текущие расходы;

4. разложение слабо растворимых в воде веществ;

5. избыток биомассы удаляется;

6. возможность автоматизации процесса;

7. лучшая производительность - высокая площадь поверхности и высокая доля пустот синтетической загрузки приводит к: высокой скорости газа, минимальному времени пребывания газа в биофильтре, равномерному распределению газа и воды внутри слоя загрузки, быстрому ответу на острые отклонения в нагрузке по загрязнителям, способности очищать более высокие концентрации одорантов;

8. компактный размер - благодаря высокой скорости, с которой газ течёт через синтетическую загрузку, площадь слоя загрузки минимизируется, в следствии уменьшается и общий размер оборудования;

9. стационарный режим биореактора с омываемым слоем после его запуска наступает через 5-10 дней. При использовании заранее адаптированных к очищаемым веществам микроорганизмов этот срок может быть сокращен до нескольких часов;

10. нет засорения загрузки;

11. больший срок службы загрузки;

12. требуются более значительные расходы воды;

13. большие энергозатраты (на рециркуляцию воды), по сравнению с

обычным биофильтром.

Биореакторы с омываемым слоем являются наиболее перспективными для очистки воздуха. Степень очистки воздуха в реакторе с иммобилизованными на активированном угле микроорганизмами от ацетона, бутанола, пропионового альдегида, этилацетата достигает 90 % при удельной производительности установки 10 000 ч-¹.

Капельный биофильтр весьма эффективен при очистке от Н₂S и других основных источников эмиссий от сточных вод, включая NH₃, меркаптаны, амины и восстановленные соединения серы.

Эта система устраняет 99,9 % одорантов процесса кондиционирования ила без использования дорогостоящих химикатов или адсорбционной загрузки.

Одним из методов очистки сточных вод является метод флотации.

Рассмотрим устройство флотационной установки для очистки сточных вод, представленной на рисунке 5.2.

Установка состоит из флотационной камеры, оборудованной специальным скребком, позволяющим снимать предварительно сгущенный флотошлам с концентрацией твердой фазы до 10%. Необходимые для процесса флотации пузырьки воздуха образуются при насыщении воздухом части очищенного потока, забираемого из слива. Для реализации максимальной степени насыщения до 95 % используется напорный бак и инжектор насыщения.

Такая оптимизированная система позволяет снизить расход напорной воды и, соответственно, энергопотребление при сохранении высокой эффективности разделения. Принцип действия установки: сточная вода послереагентной обработки или смесь воды и частиц активного ила подается в приточную камеру флотационной установки, откуда по всей ширине флотационного отсека через отверстие поступает в зону контакта и перемешивания, где производится ввод напорной воды.

Рисунок 5.2 - Флотационная установка VODACO DAF

Для подготовки напорной воды часть очищенного потока с помощью насоса через инжектор подается в бак напорной воды. При этом происходит насыщение напорной воды воздухом при избыточном давлении около 4-5 бар. Напорная вода подается снизу в зону контакта и перемешивания, где практически сразу при вводе через специальные насадки происходит разрежение до давления окружающей среды. В результате такого внезапного понижения давления находившийся до сих пор в растворенном состоянии воздух освобождается в виде мелких пузырьков. Турбулентность, создаваемая введением смеси воды и или, напорной водой, а также восходящим потоком пузырьков приводит к внутреннему перемешиванию. При этом пузырьки воздуха захватывают частицы ила. Сконцентрированный на поверхности флотошлам с содержанием твердой фазы 3-5 % снимается с помощью скребкового устройства. Очищенная от нерастворимых частиц вода под погружной перегородкой переливается в камеру очищенной воды, а откуда - через настраиваемый по высоте перелив - в лоток очищенной воды.

Разновидностью аппаратов для улавливания пыли осаждением частиц на каплях жидкости являются форсуночные и центробежные скрубберы. На рисунке 5.3 представлены форсуночный и центробежный скрубберы.

Рисунок 5.3 - Форсуночный (а) и центробежный (б) скрубберы

Принцип действия форсуночного скруббера (рис.5.3 (а)): запыленный газовый поток поступает по патрубку 3 и направляется на зеркало воды, где осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Газовый поток и мелкодисперсная пыль, распределяясь по всему сечению корпуса 1, поднимаются вверх навстречу потоку капель, подаваемых в скруббер через форсуночные пояса 2. Удельный расход воды в форсуночных скрубберах составляет 3,0-6,0 л/м³, гидравлическое сопротивление аппарата до 250 Па при скоростях движения потока газа в корпусе скруббера 0,7-1,5 м/с. В форсуночных скрубберах эффективности улавливаются частицы размером >10 мкм. Одновременно с очисткой газ, проходящий через форсуночный скруббер, охлаждается и увлажняется до состояния насыщения.

В аппаратах центробежного типа (рис.5.3 (б)) частицы пыли отбрасываются на пленку жидкости 2 центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального расположения входного патрубка 5 в корпусе аппарата. Пленка жидкости толщиной не менее 0,3 мм создается подачей воды через сопла и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер 4 частицы пыли. Эффективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа зависит главным образом от диаметра корпуса аппарата 3, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли.

Расчет количество воздуха, удаляемого из помещения:

1. Краситель ХМ 8000/х

Часовой расход G_j ЛКМ:

- вальцовый способ нанесения: G_j=11,76·0,915·0,154=1,637 кг;

- пневмораспыление: G_j=72,62·0,144·0,035=0,366 кг;

?G_j=2,023 кг.

Количество летучих веществ, образующих при нанесении ЛКМ:

a_j=2,023·(1-0,085)=1,851 кг.

Количество выделяемых летучих веществ по компонентам принимаю по красителю Р-43.

Состав выделяемых летучих веществ:

1) ацетон - 19,31 %;

2) изопропанол - 3,57 %;

3) этанол - 5,73 %;

4) толуол - 2,18 %;

5) ксилол - 69,2 %.

а₁=1,851·0,1931=0,357 кг;

а₂=1,851·0,0357=0,066 кг;

а₃=1,851·0,0573=0,106 кг;

а₄=1,851·0,0218=0,041 кг;

а₅=1,851·0,692=1,281 кг.

м³/ч.

2. Грунт FPUR 3400:

Часовой расход G_j ЛКМ:

- налив: G_j=11,76·0,915·0,895=9,631 кг;

- пневмораспыление: G_j=72,62·0,144·0,087=0,909 кг;

?G_j=10,54 кг.

Количество летучих веществ, образующих при нанесении ЛКМ:

a_j=10,54·(1-0,42)=6,113 кг.

Количество выделяемых летучих веществ по компонентам принимаю по грунту ХС-04.

Состав выделяемых летучих веществ:

1) бутилацетат - 12 %;

2) ацетон - 26 %;

3) ксилол или толуол -62 %.

а₁=6,113·0,12=0,734 кг;

а₂=6,113·0,26=1,589 кг;

а₃=6,113·0,62=3,79 кг;

м³/ч.

3. Лак VPUR 5400:

Часовой расход G_j ЛКМ:

- налив: G_j=11,0·0,98·1,049=11,308 кг;

- пневмораспыление: G_j=72,62·0,144·0,087=0,909 кг;

?G_j=12,217 кг.

Количество летучих веществ, образующих при нанесении ЛКМ:

a_j=12,217·(1-0,42)=7,086 кг.

Количество выделяемых летучих веществ по компонентам принимаю по лаку УР 231.

Состав выделяемых летучих веществ:

1) бутилацетат - 20 %;

2) ксилол - 80 %.

а₁=7,086·0,2=1,417 кг;

а₂=7,086·0,8=5,669 кг;

м³/ч.

Определим кратность воздухообмена в цехе, необходимого для безопасной работы.

V_зд=40х30х5,4=6480 м³.



Заключение

В данной курсовой работе мной был изучен процесс отделки тумбы ТТ-2.

Для отделки изделий используется большое количество отделочных материалов, как основных, так и вспомогательных, применяется различное высокопроизводительное технологическое оборудование.

Мной изучена характеристика применяемых отделочных материалов. В качестве отделочных материалов применяли полиуретановый лак VPUR 5400 «Icro», краситель на органической основе ХМ 8000/х и полиуретановый грунт FPUR 0034. Разработана структура защитно-декоративных покрытий. Произведен расчет норм расхода основных и вспомогательных отделочных материалов на изделие.

Разработана карта технологического процесса для каждого вида покрытия. Изучена технология нанесения красителя, грунта и лака. Для создания отделочных покрытий подобрали и рассчитали потребное количество технологического оборудования. Разработана и описана технологическая планировка цеха. Проведены мероприятия по охране труда и окружающей среды.



Список используемой литературы

1. СТП БГТУ 002-2007 Проекты (работы) курсовые. Требования и порядок подготовки, представление к защите и защита - Мн.: БГТУ, 2007;

2. Зигельбойм С.М., Петров П.В. Отделочные и монтажные работы в производстве мебели. - М.: Лесная промышленность, 1989;

3. Бухтияров В.П. Оборудование для отделки изделий из древесины. - М.: Лесная промышленность, 1978;

4. Прохорчик С.А., Бахар Л.М., Кузьмич Н.С. Технология защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов. Курсовое и дипломное проектирование: учебно-методическое пособие для студентов спец. 1-46 01 02, 1-08 01 01 - Мн.: БГТУ, 2009 - 178 с.;

5. Справочник мебельщика/ под редакцией В.П. Бухтиярова - М.: МГУЛ, 2005 - 600 с.;

6. Прудников П.Г., Гольденберг Е.Э., Кордонская Б.К. Справочник по отделке мебели. - Киев, «Техника», 1982.

Размещено на Allbest.ru

...