Проектирование и производство заготовок в машиностроении

Флотация представляет собой процесс, основанный на принципе всплывания дисперсных частиц вместе с пузырьками воздуха.

Метод флотации широко применяется для очистки СОЖ как от твердых веществ, так и от различных эмульсий (нефтепродуктов, жиров и т.д.).

Преимуществом флотации является высокая степень очистки (до 90-98%) от нерастворимых примесей и взвешенных веществ при незначительном времени пребывания СОЖ вод во флотационных установках.

Один из распространенных типов флотаторов построен на принципе пневматического диспергирования воздуха. Такие установки применяют для удаления из СОЖ мелких механический частиц .

Флотатор представляет собой резервуар, по дну которого уложены воздухораспределительные трубы. На трубах расположены сопла.

Рисунок 8.6 - Схема установки напорной флотации, где: 1 - труба стока, 2 - приемный резервуар, 3 - всасывающая труба, 4 - труба, 5 - насос, 6 - сатуратор, 7 - флотационная камера, 8 - сопло, 9 - пеносборник, 10 - труба (очищенная вода).

Расчет основных элементов флотационных установок сводится к определению площади флотатора, количества сопел, числа труб, количества сопел на одной трубе и расстояния между соплами.

Таблица 8.6. исходные данные к расчету.

Количество подлежащих флотации СОЖ	Q, м3/ч.	20
Продолжительность флотации	t, мин;	20
Коэффициент аэрации	а	0,2

Объем флотатора определяем по формуле:

W=Q*t/(1-a); (7.1)

где - Q - количество подлежащих флотации СОЖ.

t - продолжительность флотации;

а - коэффициент аэрации ;

W=20*20/60*(1-0,2)=8,3 м³

Принимаем рабочую глубину флотатора Н=1,5 м. Тогда его площадь равна:

F=W/H² (7.2)

где - W - обьем флотатора ;

Н - рабочая глубина флотатора;

F=8,3/1,5=5,5 м

Принимая интенсивность аэрации I=20 м³/м²ч, найдем количество воздуха, которое необходимо подавать во флотатор по формуле:

V=I*F (7.3)

где - I - интенсивность аэрации ;

F - площадь рабочей части флотатора;

V=20*5,5=110 м³/ ч

Давление перед соплами принимаем равным 5 атм.

Диаметр отверстия сопла d=1 мм, тогда площадь сечения одного сопла fi=0,000000785 м²;

Приняв скорость выхода воздуха из сопел s=100 м/с, найдем количество сопел по формуле:

n=V/3600*fi*s (7.4)

где - V - количество воздуха которое необходимо подавать во флотатор;

Fi - площадь сечения одного сопла ;

n=110/3600*0,000000785*100=389.

Принимаем количество секции флотатора m=2, шириной В=1 м и длиной L=3,5 м каждая.

Воздушные трубы уложим поперек секций флотатора на расстоянии l=0,10 м друг от друга. Тогда число труб рассчитываем по формуле:

z=L/l (7.5)

где - L - длина секции флотатора ;

l - расстояние между трубами во флотаторе;

z=3,5/0,10=35.

Количество сопел на одной трубе определяем по формуле:

nтр=n/(m*z) (7.6)

где - n - количество сопел ;

m - количество секций флотатора ;

z - цисло труб флотатора;

nтр=389/(2*35)=6

Расстояние между соплами рассчитываем по формуле:

r=В/nтр=1/6=0,17 м=170 мм (7.7)

Выводы

В данном разделе был проведен анализ загрязнений окружающей среды проектируемым цехом.

В результате анализа определены основные загрязнения окружающей природной среды.

1.загрязнения атмосферы( выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий);

2.загрязнения водного бассейна(механические примеси органического и минерального происхождения; стойкие и летучие нефтепродукты; эмульсии, стабилизированные различного рода добавками.);

3.акустическое загрязнение окружающей среды(транспортные средства, технологическое оборудование, местная вытяжная вентиляция и компрессорные установки);

4.загрязнение почвы твердыми отходами.

По результатам анализа загрязнений окружающей среды можно предложить следующие мероприятия по обеспечению экологической безопасности:

1.Установка циклона, туманоуловителя ФРМ и воздушных фильтров;

2.Для переработки твердых отходов на конечной стадии переработки используем устройство для отделения и обезвоживания стружки;

3.Установка штучных поглотителей на участке, при условии, что стены имеют акустическую облицовку.

Предложенные мероприятия позволяют обеспечить высокий уровень экологической безопасности проектируемой автоматизированной линии.

9. Гражданская оборона

Выявление и оценка радиационной обстановки на территории завода при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС

Вводная часть

Среди потенциально опасных производств особое место занимают радиационно-опасные объекты (РОО). Они представляют собой особую опасность для людей и окружающей среды и требуют постоянного контроля за их работой и защитой. Особенностью является то, что человек может определить наличие загрязнения среды только специальными приборами.

К радиационно-опасным объектам относятся:

- атомные электростанции (АЭС);

- предприятия по производству и переработке ядерного топлива;

- научно-исследовательские и проектные организации, связанные с ядерным реактором;

- ядерные энергетические установки на транспорте.

На территории Украины работают 4 атомные электростанции с 15 энергетическими ядерными реакторами, которые дают около 40% электроэнергии, вырабатываемой в стране. Для проведения исследовательских работ функционируют 2 ядерных реактора. В Украине работают более 8 тысяч предприятий и организаций, которые используют различные радиоактивные вещества, а также хранят и перерабатывают радиоактивные отходы.

Развитие отечественной ядерной энергетики ведется на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабообогощенный природный уран (U-238).

К таким реакторам относятся:

- реакторы большой мощности канальные (РБМК-1000. РБМК-1500), замедлителем в них служит графит, а теплоносителем - кипящая вода, циркулирующая снизу вверх по вертикальным каналам, проходящим через активную зону. Они размещаются в наземной шахте и содержат 192 т. слабообогощенной двуокиси урана-238, а под ними находится железобетонный бункер для сбора радиоактивных отходов при работе. реактора;

- водоводяныс энергетические реакторы (ВВЭР-600, ВВЭР-1000), в которых вода служит одновременно теплоносителем и замедлителем.

Предусмотрено строительство АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, которые позволяют наиболее эффективно использовать запасы природного урана.

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов необходимо быстро выявить радиационную обстановку методом прогнозирования, а затем уточнить ее по данным разведки.

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного заражения. Зона радиационной опасности (М) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения на открытой местности может составлять от 5 до 50 рад. в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,014 рад/час.

В пределах зоны «М» целесообразно ограничить пребывание людей, не привлекаемых непосредственно к работам по ликвидации последствий радиационной аварии.

При ликвидации аварии в зоне «М» и во всех других зонах должны выполняться основные мероприятия: радиационный и дозиметрический контроль, защита органов дыхания, профилактический прием йодсодержащих препаратов, санитарная обработка людей, дезактивация обмундирования и техники.

Зона умеренного загрязнения (А) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 50 до 500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,14 рад/час. Действия формирований в зоне «А» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной защитой органов дыхания.

В зоне сильного загрязнения (Б) - доза излучения составляет от 500 до 1500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 1,4 рад/час. Действия формирований необходимо осуществлять в защитной технике с размещением в защитных сооружениях.

В зоне опасного загрязнения (В) - доза излучения составляет от 1500 до 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 4,2 рад/час. Действия формирований возможно только в сильно защищенных объектах, техники. Время нахождения в зоне - несколько часов.

В зоне чрезвычайного опасного загрязнения (Г) - доза излучения может составлять больше 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 14 рад/час. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС сводится к определению методом прогноза доз излучения и выработке оптимальных режимов деятельности людей при нахождении их в прогнозируемой зоне загрязнения.

При расчетах необходимо руководствоваться допустимой дозой облучения, установленной для различных категорий населения, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС.

Население, рабочие и служащие, не привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 1 мЗв в год.

Население, рабочие и служащие, персонал, привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 2 мЗв в год.

Постоянно работающие с ИИ - 20 мЗв в год.

Оценим радиационную обстановку на территории завода ХРП «Авто ЗАЗ-МОТОР» и выработаем предложение по защите рабочих и служащих завода, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на АЭС по следующим исходным данным:

- тип реактора - РБМК - 1000;

- мощность реактора - 1000 Мвт;

- количество аварийных реакторов - n = 1;

- доля выброса радиоактивных веществ в процентах - h = 30%;

- начало работы после аварии - Т_нач = 2 час.;

- продолжительность работы - Т_раб. = 9 час.;

- коэффициент ослабления мощности дозы - К_осл. = 1;

- метеоусловия:

скорость ветра на высоте 10м - V₁₀ = 5 м/с;

направление ветра на завод

облачность - средняя (4 балла);

- расстояние от завода до АЭС - Rx = 30 км;

- допустимая доза облучения за время работы - D_уст. = 5 БЭР

Расчетная часть

1. По таблице 1 [18] определяем категорию устойчивости атмосферы, соответствующую погодным условиям и заданному времени суток. По условию: облачность средняя (4б.), скорость приземного ветра V₁₀ = 5 м/с. Согласно таблице 1 категория устойчивости D - нейтральная (изотермия).

2. По таблице 2 [18] определяем среднюю скорость ветра Vср в слое распространения радиоактивного облака. Согласно таблице для категории устойчивости D и скорость приземного ветра V₁₀ = 5 м/с средняя скорость ветра Vср = 5 м/с.

3. По таблице 4 [18] для заданного типа ЯЭР (РБМК-1000), доли выброшенных РВ (h = 30%) и Vср = 5 м/с определяем размеры зон загрязнения местности и изобразим их в виде правильных эллипсов.

М L = 418 км.

А L = 145 км.

Б L = 33,7 км.

В L = 17,6 км.

4. Исходя из заданного расстояния от завода (Rx = 30 км.) до аварийного реактора с учетом образующихся зон загрязнения устанавливаем, что завод оказался на внешней границе зоны «Б».

5. По таблице 7 [18] определяем время начала формирования следа радиоактивного загрязнения (t_ф) после аварии (время начала выпадения радиоактивных осадков на территории завода).

Для Rx=30 км., категории устойчивости D и средней скорости ветра Vcp = 5 м/с, t_ф=l,5 часа.

Следовательно, завод через t_ф = 1,5 часа после аварии окажется в зоне загрязнения, что потребует дополнительных мер по защите рабочих и служащих.

6. По таблице 10 [18] для зоны загрязнения «Б» с учетом времени начала работы после аварии (Тнач = 2 часа) и продолжительности работы (Траб = 9 часов) определяем дозу облучения, которую получат рабочие и служащие завода при открытом расположении в середине зоны «Б». Согласно таблице, D_зоны = 13,6 БЭР. Расчет дозы с учетом внешней границы производим по формулам:

D_обл = D_зоны * 1/К_осл * 1/К_зоны - для внешней границы (7.1)

D_зоны = 13,6 БЭР (по табл. 10)

К_осл = 1 (по исходным данным)

К_зоны = 1,7 (примечание к таблице 10 [9] ).

D_обл = D_зоны * 1/К_осл * 1/К_зоны = 13,6 * 1/1 * 1/1,7 = 8 БЭР

Расчет показывает, что рабочие и служащие завда за 9 часов работы в зоне «Б» могут получить сверх установленной дозы (D_уct = 5 БЭР).

7. Используя данные таблицы 10 [18] и формулу (1), определяем допустимое время начала работы рабочих и служащих завода после аварии на АЭС при условии получения дозы не более D_уct = 5 БЭР (по условию) по формуле для объектов, расположенных у внешней границы зоны:

Д'_з = Д_уст.* К'_осл * К_з

D_з¹ = 5*1*1,7= 8,5 БЭР

8. Согласно D_з¹ = 8,5 БЭР и Т_раб = 9 часов по таблице находим Т_нач = 18 часов, т.е. можно начинать работу только через 18 часов после аварии на АЭС и работать смену (Т_раб = 9 часов).

9. По исходным данным необходимо начать работу после аварии через 2 часа. Следовательно, по таблице 10 [18] и времени Т_нач = 2 часа и рассчитанной дозе D_з¹ = 8,5 БЭР с учетом D_уct = 5 БЭР находим продолжительность работы Т_раб = 5 часов.

Следовательно, рабочие и служащие завода, чтобы получить дозу не выше установленной (5 БЭР), могут начинать работу в зоне Б через 18 часов (Т_нач) D_з¹ = 8,5 БЭР и выполнять ее 9 часов (Т_раб) или при начале работы через 2 часа (по условию) D_з¹ = 8,5 БЭР могут работать только 5 часов (Т_раб).

Результаты расчетов по сложившейся обстановке сведем в форме таблицы.

Таблица расчетных данных.

Категория устойчивости атмосферы	Vcp, м/с	Зона, место в зоне	tф, час	Дз, БЭР	Добл, БЭР	Д'з, БЭР	Режимы работы
Д	5	«Б» внешняя границы зоны	1,5	13,6	8	8,5	Тнач =2 часов; Траб =5 часов Тнач =18 часов; Траб =9 часов

Выводы

Мероприятия по защите рабочих и служащих завода

1. Завод окажется у внешней границы зоны сильного загрязнения (зона Б).

2. Время начала формирования радиоактивного следа после аварии на АЭС t_ф = 1,5 часа.

3. При работе в заданном режиме в помещении с К_осл = 1 рабочие могут получить дозу облучения D_обл = 8 БЭР.

Мероприятия по защите:

1. После получения оповещения о движении радиоактивного облака установить непрерывное радиационное наблюдение с переносными или стационарными дозиметрическими приборами.

2. При прохождении радиоактивного облака рабочих и служащих завода укрыть в убежище.

3. По данным разведки уточнить прогнозируемую радиационную обстановку.

4. При уровнях радиации (Р>5мР/ч) на открытой местности рабочие и служащие должны находиться в респираторах или противогазах.

5. Во избежании переоблучения рабочих и служащих завода необходимо организовать сменную работу с учетом допустимой дозы.

6. Для исключения заноса радиоактивных веществ внутрь помещений необходимо загерметизировать их.

7. После выпадения радиоактивных осадков и снижения загрязненности территории завода произвести дезактивационные работы с последующим контролем степени загрязненности.

8. При больших уровнях загрязненности и невозможности работы служащих объекта необходимо эвакуировать в незагрязненные районы.

Заключение

В представленном дипломном проекте была модернизирована автоматизированная линия по обработке коленчатого вала.

Было рассмотрено служебное назначение деталей и организация производства на базовом предприятии.

Способ получения заготовки детали «Вал коленчатый» выбран литье в оболочковые формы.

Были спроектированы технологические наладки на операции.

Для сверлильной операций спроектировано специальное установочное приспособление. Для этих приспособлений произведены точностные и прочностные расчеты.

При сверлении отверстий масляных каналов спроектированы ружейные комбинированные сверла с внутренней подачей СОЖ для предотвращения многократных вводов и выводов сверл из отверстий для удаления стружки и охлаждения инструмента. И также применение приспособления (патрона) для подачи СОЖ в сверло.

Заменена токарная обработка коренных и шатунных шеек на токарно-протяжную обработку, при которой применяются специализированные круговые протяжки. Что уменьшает время обработки и улучшает качество.

Использовано одновременного шлифования нескольких шеек при помощи оправки, на которой посажено несколько кругов.

В разделе охрана труда рассмотрены такие вопросы как: защита от механических опасностей, защита от шума и вибраций, защита от поражения электрическим током, пожаробезопасность, вопросы производственного освещения, вопросы улучшения микроклимата на рабочем месте. В расчетной части было рассчитано защитное заземление. В разделе охрана окружающей среды, были рассмотрены вопросы о защите окружающей среды: твердыми отходами, пылью, шумом, загрязнения сточных вод. Произведен основных элементов флотационной установки.

В разделе экономики был рассчитан экономический эффект от принятых технических решений и определена рентабельность спроектированного технологического процесса.

В разделе гражданская оборона произвели выявление и оценку радиационной обстановки на территории завода при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС.

Т. о. результаты данного проекта свидетельствуют о перспективности и экономической эффективности использования предложенного технологического процесса.

Список использованной литературы

1. Боровский Г.В., Григорьев С.Н., Маслов А.Р. Справочник инструментальщика/Под общей редакцией А.Р.Маслова. М.: Машиностроение, 2005. 464 с.: ил.

2. Барановский Ю. В. Режимы резания металлов: Справочник/ под редакцией Ю. В. Барановского 3-е изд., перераб. и доп. М., «Машиностроение»,1972.

3. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения./А.Ф.Горбацевич., Шкред В.А.-4-е изд., перераб. и доп.-Мн.: Выш. школа, 1983.

4. Горохов В.А. Проектирование и расчёт приспособлений.- Минск: ”Вышэйшая школа”,1986, 238с.

5. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник, Москва “Машиностроение”, 1979, 303с.

6. ГОСТ 12.1.033 - 81. Общие требования.

7. ГОСТ 12.1.019 - 79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования. ГОСТ 12.1.030 - 81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

8. ГОСТ 12.2.003-91. «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности».

9. Егоров М. Е., Дементьев В. И., Дмитриев В. Л., Технология машиностроения/Под общ. ред. докт. техн. наук, проф. М. Е. Егорова 2-е изд., доп. - Москва «Высшая школа», 1976.

10. Журба М. Г. Очистка воды на зернистых фильтрах. - Львов: Вища школа. Изд-во при Львов. ун-те. 1980. - 200 с.

11. Законодательство Украины по охране труда. Сборник в 4-х томах. - К.: «Основа», 1997.

12. Кирсанов С.В., Гречишников В.А., Схиртладзе А.Г., Кокарев В.И. Инструменты для обработки точных отверстий. 2-е изд., исправл. и доп. - М.: Машиностроение, 2005. 336 с.; ил. (серия «библиотека инструментальщика»).

13. Князевский Б. А. Охрана труда в электроустановках. Под ред. проф. Б. А. Князевского. Учебник для вузов. Издание 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977.

14. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т.,Т.1./Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова.- М.:Машиностроение, 1985.

15. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т.,Т.2./Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова.- М.:Машиностроение, 1985.

16. Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине: " Технологические методы проектирования и производства заготовок деталей машин" для студентов специальностей для студентов специальностей 7.09.0202, 7.09.0203 заочной формы обучения / В.Б. Богуцкий. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2007 - 52с.

17. Методические указания к дипломной работе по теме «Определиние экономической эффективности проектируемого процесса» / Разраб. Л. А. Балышева. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2004. - 20с.

18. Методические указания к расчетно-графической работе Выявление и оценка радиационной обстановки на объекте при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на атомной электростанции (АЭС). Разработал И.А. Придатко - ст. преподаватель.

19. Методические указания к расчетной части «Охрана труда» в дипломных проектах. Разработал к.т.н. ассистент Нарусевич П.А., 1991.

20. Нефедов Н. А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб. и доп., М., «Машиностроение», 1977.

21. Панов А.А. Обработка металлов резанием: Справочник технолога./А.А.Панов, В.В.Аникин и др.; Под общ.ред. А.А.Панова.- М.:Машиностроение,1988.

22. Руденко П.А. Проектирование и производство заготовок в машиностроении: Учеб. пособие/ П.А. Руденко, Ю.А. Харламов, В.М.Плескач; Под общ. ред. В.М. Плескача. - К.: Выща шк., 1991. - 247 с.: ил.

23. Тихонцов А. М. Механизация трудоемких и вспомогательных процессов в механических цехах: Справочник / А. М. Тихонцов, В. И. Нечипоренко, А. Н. Коробочка, А. С. Левчук; Под общ. ред. А. М. Тихонцова. - К.: Технiка, 1987. - 160 с., ил. - Библиогр.: с. 154 - 158.

24. Хает Г.Л. Сборный твердосплавный инструмент /Г.Л. Хает, В.М. Гах, К.Г. Громаков и др.; Под общ. ред. Г.Л. Хаета. - М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.: ил. - (Б-ка инструментальщика).

25. Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов/ Е.Я. Юдин, С.В. Белов, С.К. Баланцев и др.; Под ред. Е.Я.Юдина, С.В. Белова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 432 с., ил.

26. Яковлев С. В., Ласков Ю. М. Канализация. Изд. 5-е, перераб. и доп. Учебник для техникумов. М., Стройиздат, 1972, 280 с. с илл.

27. Ящерицын и др. Основы резания материалов и режущий инструмент: [Учебник для машиностроит. спец. вузов] / П.И. Ящерицын, М. Л. Еременко, Н. И. Жигалко. - 2-е изд., доп. и перераб. - Мн.: Выш. школа, 1981. - 560 с., ил.

Размещено на Allbest.ru

...