Зміст
1. Огляд існуючих конструкцій машин і обладнання для подрібнення і лому матеріалів та обґрунтування необхідності проведення модернізації.
2. Розрахункова частина
2.1. Кут захвату
2.2. Хід списку
2.3. Частота обертання ексцентрикового вала
2.4. Об'єм призми подрібненого матеріалу
2.5. Потужність електродвигуна
2.6. Розрахунок навантажень в основних елементах щокової дробарки
2.6.1. Максимальне зусилля подрібнення
2.6.2. Станина
2.6.3. Ексцентриковий вал
2.6.4. Шатун
2.6.5. Рухома щока
2.6.6. Механізм регулювання вихідної щілини
2.6.7. Розмірна плита
2.6.8. Характеристика маховика
2.7. Розрахунок редуктора сумісної дії ексцентрикових валів
ІІІ. Технологічна частина
3.1. Свердлильна операція
3.2. Токарна операція
3.3. Фрезерна операція
3.4. Термічна обробка
3.5. Шліфувальна операція
3.6. Нормування часу проведеної обробки деталі
IV. Експлуатаційна частина
V. Техніка безпеки і охорона праці
VI. Заключення
Література
Огляд існуючих конструкцій машин і обладнання для подрібнення і лому матеріалів та обґрунтування необхідності проведення модернізації
В машині призначеній для подрібнення матеріалів, в залежності від її призначення і принципу дії можуть використовуватись наступні навантаження: роздушування, удар, розколювання, зломлення, стирання в більшості випадків різні навантаження діють одночасно, наприклад, роздушування та стирання, удар та стирання і т.д. Необхідність використання різних навантажень, а також різного принципу дії і габаритним розмірам машин пов’язана з різноманітністю властивостей і розмірів матеріалів, що подрібнюються, а також різними вимогами до крупності готового продукту. Так як, і процеси подрібнення, машини, що використовується для цих процесів, поділяються на дробарки та млини.
По принципу дії розрізняють дробарки:
Щокові, в яких матеріал подрібнюється під дією роздушування, розколення та часткового стирання в просторі між двома щоками при їх періодичному зближенні.
Конусні, в яких матеріал подрібнюється роздушуванням, зломленням, частковим стиранням між двома конічними поверхнями, одна з яких рухається ексцентрично по відношенні до іншої, здійснюючи тим самим безперервне подрібнення матеріалу.
Полкові, в яких матеріал роздушується між двома валками, що обертаються назустріч один одному. Нерідко валки обертаються з різною частотою і тоді роздушення матеріалу суміщається з його стиранням.
Ударної дії, які в свою чергу поділяються на молоткові та роторні в молоткових дробарках матеріал подрібнюється в основному ударами шарнірно підвішених молотів, а також стиранням. В роторних дробарках подрібнення досягається ударами по матеріалу жорстко закріплених на роторі бивків, ударами матеріалу по відбивних плитах та співударами кусків матеріалу.
Деякі машини для подрібнення (бігуни та дезінтегратори) модна віднести до дробарок і до млинів, так як їх застосовують і для грубого помолу, і для мілкого подрібнення.
Млини по принципу дії поділяються на:
Барабанні з подрібненням матеріалу в барабані, що обертається або вібрує за допомогою завантажених в барабан тіл, що перемелюються ударами та стиранням частинок матеріалу одна об другу та футеровку барабана.
Середньохідні, в яких матеріал подрібнюється роздавлюванням та частковим стиранням між якою-небудь основою та робочою поверхнею шара, валка, ролика.
Ролик притискується відцентровою силою до борта чаши та подрібнює матеріал, що попадає між бортом та роликом.
Струменеві, де матеріал подрібнюється тертям і співударами частинок матеріалу, а також по стінкам камери при русі частинок повітряним струменем великої швидкості.
Ударні з подрібненням матеріалу ударами шарнірних (шахтні млини) або жорстко закріплених (аеробільні млини) молотків. Подрібнений матеріал з визначеною тонкістю помолу видаляється з зони дії молотків повітряним потоком.
Подрібнення в дробарках та млинах відносять до механічного подрібнення при безпосередній дії робочого органу на матеріал, що подрібнюється або частинок матеріалу однієї на другу. Розроблюються методи подрібнення матеріалів з використанням електрогідравлічного ефекту (високовольтний розряд в рідині), ультразвукових коливань, швидкозмінюючих високих та низьких температур, променів лазера, енергії потоку води та ін..
Не дивлячись на різноманітність видів машин для подрібнення матеріалів, існують загальні вимоги, яким повинні задовольняти ці машини: простота конструкції, небезпека її обслуговування, мінімальне число зношуваних деталей, а також можливість їх легкої заміни, наявність запобіжних пристроїв, які при перевищенні допустимих навантажень руйнувалися б (розмірні плити, болти чи ін..) або деформувались (пружини), дотримання санітарно-гігієнічних норм по шуму, вібрації та запилення повітря.
Серед різних типів дробильного обладнання найбільше поширення отримали щокові дробарки. Принцип їх роботи заключається в наступному.
В камеру подрібнення, що має форму клина і утворену двома щоками, з яких одна в більшості випадків нерухома, а інша рухома, подається матеріал, що підлягає подрібненню. В процесі роботи машини в результаті клиноподібної форми камери подрібнення куски матеріалу розміщуються по висоті камери в залежності від їх крупності: більш крупні зверху, менш крупні знизу. Рухома щока періодично наближається до нерухомої, причому при наближенні щок одна до одної (холостий хід) куски матеріалу просуваються вниз під дією сили тяжіння і виходять з камери подрібнення, якщо їх розміри стали менше найбільш вузької частини камери, що називається вихідною щілиною, або займають нове положення, що відповідає своєму новому розміру. Потім цикл повторюється.
Конструкція щокових дробарок порівняно проста і надійна, але їх деякі специфічні особливості, про які мова буде йти нижче, змусили дослідників та конструкторів винаходити різні конструктивні рішення, що покращують процеси подрібнення.
За більш ніж сторічний період промислового виготовлення щокових дробарок було запропоновано і здійснено багато різних кінематичних схем цих машин.
В залежності від кінематичних особливостей механізму всі щокові дробарки поділяються на дві основі групи.
Група І. Дробарки, в яких рух від кривошипа до рухомої щоки передається відповідною кінематичною ланкою. При цьому траєкторії руху рухомої щоки являють собою частини дуги кола. Ці машини називаються щоковими дробарками з простим рухом щоки.
Група ІІ. Дробарки, в яких кривошип і рухома щока або кривошип і одна з рухомих щок утворюють одну кінематичну пару. В цьому випадку траєкторії руху точок рухомої щоки являють собою замкнуті криві, в більшості випадків еліпси. Дробарки з такою кінематикою називаються щоковими дробарками із складним рухом рухомої щоки.
Щокові дробарки по даним схемам виготовляють в великій кількості різних типорозмірів у багатьох країнах.
Термін службі дробильних плит знаходиться в прямій залежності від вертикальної складової ходу (при інших рівних умовах), що підтверджується практикою експлуатації щокових дробарок. На дробарках з простим рухом при малій вертикальній складовій руху стиску дробильні плити служать в декілька разів довше, чим на дробарках із складним рухом, де цей хід набагато більший. В цьому заклечається перевага кінематичної схеми дробарки з простим рухом рухомої щоки. Іншою перевагою цієї схеми є забезпечення великого виграшу в силі в верхній частині камери подрібнення, що дуже важливо в подрібненні кусків гірської породи великих розмірів і високої міцності.
Недоліком дробарок з простим рухом є малий хід стиску у верхній частині камери подрібнення. У верхню частину камери подрібнення подають крупні куски матеріалу, для надійного захвату і подрібнення яких необхідний великий хід, ніж він потрібний в нижній частині, де подрібнюються куски менших розмірів і формується готовий продукт. Тому в нижній частині камери подрібнення хід стиску повинен бути відповідно меншим.
В подрібненні з простим рухом щоки має місце зворотне явище, тобто найбільший хід стиску має низ рухомої щоки, у верхній же частині цей хід значно менший. Таким чином в дробарці з простим рухом при вигідних умовах для забезпечення необхідних умов подрібнення створюються несприятливі умови для надійного захвату та подрібнення матеріалу у верхній частині подрібнення.
В дробарках із складним рухом рухома щока шарнірно підвішена на ексцентричній частині привідного вала. Низ рухомої щоки шарнірно опирається на розмірну плиту. Другим кінцем розмірна плита опирається на регульований пристрій.
Дробарка із складним рухом найбільш простіша по конструкції, компактна і найменш металоємка в порівняні з дробарками інших типів. В такої дробарки траєкторія руху рухомої щоки являє собою замкнуту криву. У верхній частині камери подрібнення ця крива – еліпс, що наближається до кола, в нижній частині – сильно витягнутий еліпс.
Якщо прийняти горизонтальну складову хода в нижній точці рухомої щоки рівною «х», то горизонтальна складова у верхній точці буде рівна «1,5х», а вертикальні складові хода відповідно «3» і «2,5х».
Інтенсивне стирання каменя в нижній частині камери дробарки при складному русі щоки відбувається внаслідок великої вертикальної складової ходу. При подрібненні щільного і абразивного матеріалу це приводить до швидкого зношення дробильних плит. Крім того, при стиранні утворюється велика кількість передрібненого матеріалу, на що непродуктивно витрачається деяка частина потужності, що споживається при подрібненні.
В цих дробарках горизонтальний хід щоки у верхній частині камери подрібнення достатній для інтенсивного подрібнення, а напрямок руху верхніх точок рухомої щоки в сторону розвантаження сприяє кращому захвачуванню кусків породи.
Кінематика щокової дробарки із складним рухом щоки визначає роботу дробарки, яка відрізняється від роботи дробарки з простим рухом ще слідкуючою особливістю.
При обертанні ексцентрикового вала рухома щока піднімається доверху і наближається до нерухомої, тобто відбувається хід стиску. В цей час у верхній частині камери подрібнення рухома щока відходить від нерухомої. При русі ексцентрика далі верх і низ рухомої щоки наближаються до нерухомої (це загальна ділянка ходу стиску), а потім верх буде продовжуватись наближатись до нерухомої щоки, низ почне відходити. При подальшому русі ексцентрика верх і низ рухомої щоки будуть відходити від нерухомої (це загальна ділянка холостого ходу).
Таким чином, подрібнення матеріалу, що знаходиться в камері подрібнення щокової дробарки із складним рухом рухомої щоки, відбувається на протязі ¾ оберту ексцентрикового вала, а повний вихід щоки тільки на протязі четвертої частини оберту, тобто при русі рухома щока як би коливається. В результаті такого руху рухомої щоки дробарки із складним рухом менш підлягають залипанню при подрібненні в’язких порід.
Із сказаного слідує, що дробарки з простим рухом рухомої щоки можуть бути з успіхом застосовані при подрібненні високоміцних і абразивних порід, а дробарки із складним рухом більш пристосовані для подрібнення порід із середньою міцністю і меншою абразивністю. Але із-за меншої ваги та габаритних розмірів дробарок із складним рухом їх частіше всього використовують і при подрібненні міцних і абразивних порід, в частості на пересувних дробильно-сортувальних установках, де вказані переваги мають рішуче значення.
Особливості щокових дробарок, виконаних по іншим кінематичним схемам, детально розглянуті в спеціальній літературі [6, ст..21].
Щокова дробарка з нижнім розміщенням ексцентрикового вала. Така схема була застосована вперше американською фірмою Телеміт, і спочатку вважалось, що в результаті дії зусиль безпосередньо на вузол ексцентрикового вала вона може застосовуватись тільки для машин середнього типорозміру.
Останнім часом фірма Крупп (ФРН) пропонує споживачу шість типорозмірів щокових дробарок типу D, зконструйованих по такій схемі, з розмірами завантажувального отвору від 500х800 до 1400х1800 мм. Ці дробарки в порівнянні із звичайними дробарками з простим рухом щоки мають дещо меншу вагу і габаритні розміри.
Кінематична схема дробарки з простим рухом рухомої щоки англійської фірми Марсден. Дробарка має шарнірно-важільний механізм з балансиром. Ця конструкція не отримала поширення в зв’язку складності та відсутності яких-небудь переваг з більш простою конструкцією дробарки.
Досить оригінальний привід має дробарка з простим рухом щоки, сконструйована німецькою фірмою Кротс. При обертанні вала шар, розміщений між п’ятою вала і рухомою щокою, обігає по похилому виступі щоки і тим самим надає їй коливальний рух. Ці дробарки не отримали поширення внаслідок складності конструкції.
Фірмою Кеппрен (ФРН) виготовлена по ліцензії щокова дробарка з гідроприводом. Це перша щокова дробарка, в механізмі якої жорстка механічна зв’язка між окремими ланками замінена об’ємним гідроприводом. Перевагою даної конструкції є можливість керування часом циклу подрібнення і надійність захисту від перевантажень.
Щокова дробарка ударної дії, посилено рекламується фірмою Крупп (ФРН). Конструкція дробарки принципово відрізняється від всіх переглянутих вище. Нахил робочих щок до вертикалі у цієї дробарки значно більший, ніж у звичайних щокових дробарках. А конструкцією привода рухомої щоки передбачена пружина, що стискається при перевантаженні дробарки або при подачі предметів, що не подрібнюються. Частота обертання ексцентрикового вала для різних типорозмірів (500, 900, 1200 об/хв) дещо перевищує частоту обертання звичайної дробарки, чим досягається ударний характер подрібнення. По заявці фірми Крупп, дана дробарка внаслідок особливості конструкції має велику продуктивність, підвищену ступінь подрібнення і менші витрати електроенергії на одиницю продуктивності в порівнянні з іншими щоковими дробарками.
Фірма виготовляє вказані дробарки 18 типорозмірів для первинного і вторинного помолу.
В порівнянні з іншими типами щокових дробарок ударно-щокові гірше динамічно зрівноважені, що пояснюється специфікою самого принципу подрібнення і конструкції машини. Внаслідок цього потрібні більш потужні фундаменти, маса яких повинна бути не менш п’ятикратної ваги дробарки, що монтується.
Дробарка з кулачковим механізмом приводу. Дробарки цього типу одного часу були досить поширені. За кордоном їх виготовляла фірма Акме (Німеччина), а в СРСР – Рибинський завод дорожніх машин.
Відомі дробарки американської фірми Стартевант з кулачковим механізмом і з віссю підвісу зверху. У цих дробарок рухома частина приводиться в рух кулачковим роликовим механізмом. За один оберт вала щока здійснює два повних коливання. Фірма Стартевант виготовляє також дробарки з кулачковим механізмом з нижньою віссю підвісу. Наявність подвійного важеля 2-го роду в механізмі дробарки типу «Стартевант» значно ускладнює конструкцію і не дає великої переваги. Крім того, наявність вищої кінематичної пари – кулачка і ролика, що дотикаються не по поверхні, а по лінії, значно знижує термін служби механізму дробарки.
Зараз дробарки з кулачковим механізмом не виготовляються.
Дробарки з простим рухом щоки при розміщенні підвісу знизу (типу «Дотс», запропонованого в США).
Виникнення цих дробарок викликано прагненням збільшити хід рухоої щоки зверху, де подрібнюються крупні куски, і, навпаки, зменшити хід її знизу, де формується готовий продукт. Але кінематичні схеми цих дробарок не можна признати вдалими, так як діючі в них зусилля обернено пропорційні корисному опорові, тобто найбільше зусилля може бути отримане знизу, а не зверху.
Внаслідок малого ходу рухомої щоки знизу вихідна щілина дробарки часто забивається матеріалом. Тому дробарки типу «Додж» виготовляються порівняно невеликих розмірів, і застосовуються там де вимагається дрібний і однорідний продукт подрібнення. Є декілька конструкцій цих дробарок при порівняно однаковій кінематичній схемі.
Для отримання білни високих ступенів подрібнення приходиться застосовувати дво- або трьохступеневе подрібнення, що викликає необхідність побудови складних споруд. Спроби збільшення ступені подрібнення щокових дробарок в одному агрегаті привели до створення дробарок з двома або декількома камерами подрібнення.
Вперше така дробарка була випущена в 20-х роках фірмою Бакстер. В цій дробарці крупні куски подрібнювались в верхній камері, з якої матеріал поступав у камери дрібного подрібнення. Рухомі щоки приводились в рух за допомогою досить складного кулачкового механізму. Дробарки «Бакстер» поширення не отримали.
Завод Цемаг в НДР розробив дробарку, в якій камери подрібнення мають однакові розміри і розміщені не одна під одною, а на одному рівні. Рухомі щоки, що здійснюють маятниковий рух, приводяться від загального ексцентрикового вала. Завод Цемаг виготовляв ці дробарки трьох типорозмірів: 2500х400, 375х600 і 600х900 мм.
Необхідність завантаження матеріалу в дробарку «Цемаг» з двох протилежних сторін значно ускладнює технологічну схему підприємства та затруднює доступ до дробарки для її обслуговування. Невелика економія металу при загальному приводі не оправдує ускладнення експлуатації.
В дробарці фірми Хацет (НДР) з двома камерами подрібнення, одна камера розміщена над іншою. Верхня рухома щока здійснює простий рух, а траєкторія руху нижньої щоки нагадує складний рух із зворотним кутом нахилу розмірної плити. Продуктивність всього агрегату при даній схемі без проміжного відсіву дрібниць між першою і другою ступенями подрібнення залежить від продуктивності нижньої камери, що має меншу продуктивність, ніж верхня.
Таку компоновку не можна взяти за вдалу, тому ці дробарки не отримали розповсюдження.
Дробарки німецької фірми Шрац і фірми Стартевант. Створення цих дробарок викликано прагненням більш рівномірно роз приділити хід стиску по глибині камери подрібнення при збережені простого руху, тобто без великого стирання матеріалу. Але конструкція цих дробарок ускладнена, а тому вона не отримала поширення.
Італійська фірма Бартельмес виготовляла дробарки з камерою подрібнення, що донизу продовжувалась. Несиметричні дробильні плити в нижній частині швидко зношувались, а тому дробарка поширення не отримала, тим більше, що само по собі продовження камери подрібнення донизу не завжди забезпечує збільшення продуктивності.
В дробарці німецької фірми Зібтехнік замість розмірної плити застосований ролик. При такій конструкції нижньої опори рухомої щоки не можна розраховувати на застосування дробарки для подрібнення міцних порід, так як зусилля подрібнення викликають велику складову силу, що діє на ролик та опорні поверхні, що мають контакт по лінії. Дробарки виготовлені по такій схемі, поширення не отримали.
В літературі досить відомі дробарки Макса Фрідріха. Їх виготовляє завод Хатзет, м. Цвікау (НДР).
Дробарка має два ексцентричних вала, з’єднаних зубчастою передачею. На одному валі підвішена рухома щока з плитою. На другому – шатун зв’язаний з двома розпірними плитами. Внаслідок відповідного передбаченого відношення зубчастої передачі рухома щока рухається по складній траєкторії, що проявляється після 11 обертів головного вала. Досвід експлуатації цих дробарок показує (СРСР), що вони мають ряд переваг, але дуже складні у виготовленні і експлуатації.
Дробарка з комбінованим рухом рухомої щоки. Її кінематична схема як би сполучає в собі дві кінематичні схеми: простого і складного руху. Рухома щока дробарки і шатун розміщені на головному ексцентриковому валі на відміну від дробарки «Хоцет», де приблизно те ж сполучення, виконано конструктивно складніше, з двома ексцентриковими валами і з зубчастою передачею між ними. Конструкція дробарки забезпечує порівняно рівномірний хід стиску у всіх перерізах камери подрібнення при порівняно малій вертикальній складовій, тобто при малому стиранні. Але ця дробарка також складна у виготовленні і експлуатації, тому не дивлячись на ряд переваг, поширення не отримала.
Для збільшення ходу знизу при складному русі англійська фірма «Бродбент» запропонувала досить складну конструкцію дробарки. У цієї дробарки при великому ході стиску зверху і знизу камери подрібнення середня частина має недостатній хід. Дробарка фірми Бродбент складніша і гірша дробарок білни простих конструкцій, а тому поширення не отримала.
Дробарка, що відноситься до машин із складним рухом щоки при нижньому її підвісі була сконструйована в Чехії. Її застосовують для мілкого подрібнення різних матеріалів, але із-за складності конструкції широкого розповсюдження не має.
Для зменшення зносу дробильних плит, а також для підвищення продуктивності в результаті надання додаткової швидкості розвантаження матеріалу, що знаходиться в камері подрібнення, деякими фірмами розроблені конструкції дробарок з двома рухомими щоками. В цих дробарках взаємне переміщення плит по вертикалі практично відсутнє.
В дробарці французької фірми Епсекто одна з рухомих щок (основна) підвішена на ексцентриковому валі, так як в дробарці із складним рухом. Інша рухома щока спирається на дві розпірні плити і з’єднана тягою з нижньою частиною другої рухомої щоки. Французький спеціаліст Жоузель відмічає, що єдиною перевагою цієї дробарки в порівняні з дробаркою складного руху є менший знос дробильних плит. Але схема будови важелів в дробарці ускладнює конструкцію.
В дробарках з двома рухомими щоками, сконструйованих по іншій кінематичній схемі, кожна щока підвішена нижньою частиною до ексцентрикового вала.
Вперше подібні дробарки запропонувала фірма Альпінен (ФРН). В дробарках «Альпінен» верхні частини рухомих щок ковзають по напрямним. При такій схемі найменший хід зближення плит відбувається зверху, найбільший знизу. Недоліки такої конструкції відмічені вище.
Західнонімецька фірма Ведаг усунула цей недолік шляхом опори рухомих щок у верхній частині на похилі розпірні плити, що забезпечує достатній хід стиску у верхній частині камери подрібнення.
На відміну від дробарок вище сказаних фірма Айова-Цедеропус (США) сконструювала дробарку по кінематичній схемі, в якій ексцентричні вали розміщені зверху, тому дробарка являє собою як би спарену дробарку із складним рухом. Дві щоки цих дробарок верхніми головками підвішені на окремих ексцентрикових валах (утворюють камеру подрібнення), створюють дзеркально-синхронні рухи на зустріч один одному і виконують подрібнення матеріалу.
В дробарці американської фірми Еберсон точки однієї рухомої щоки, безпосередньо зв’язані з ексцентриковим валом, здійснюють коловий рух. Інша рухома щока рухається вверх і вниз аналогічно руху щоки в дробарці фірми Епекто. При такій кінематичній схемі відносний рух дробильних плит по вертикалі практично відсутній, що значно збільшує термін служби дробильних плит. Крім того, в дробарці «Еберсол» є дві камери подрібнення: перша (верхня) для грубого подрібнення, друга (нижня) для остаточного (мілкого) подрібнення. Перед вторинним подрібненням відсівається дрібна фракція, яка отримана у верхній камері. Вихідна щілина дробарки може бути відрегульована таким чином, щоб при повному завантаженні верхньої камери матеріал, що поступає в нижню камеру встигає подрібнитись.
Дробарки фірми Еберсол застосовували в стаціонарних і пересувних установках. В теперішній час їх випуск припинений.
Фірма Айова-Цедерапідс рекламувала дробарки з двома камерами, що сконструйовані по кінематичній схемі, в якій друга камера (менша по розміру) служить для додаткового подрібнення матеріалу, що пройшов через першу. Конструкція дробарки нагадує конструкцію двокамерної дробарки заводу Цемаг, і все сказане з причини дробарки «Цемаг» слід віднести і до двокамерної дробарки «Айова-Цедерапідс».
Розглянувши кінематичні схеми показані вище можна зробити висновок, що більшість схем являють собою різні конструктивні варіанти кінематичних схем простого і складного рухів, тобто траєкторія руху рухомої щоки принципово не змінюється. В більшості випадків зміна кінематичної схеми викликало ускладнення як самої схеми, так і конструкції машини. Отримуваний невеликий техніко-економічний ефект не оправдовував ускладнення конструкції і подорожання ремонту.
Не оправдавши себе конструкції дробарок, не дивлячись на значне поширення (наприклад, дробарки типу «Додж» і дробарки з кулачковим механізмом), постійно витіснялись більш раціональними конструкціями. Найбільш стійкими конструкціями щокових дробарок зі всіх розглянутих є початкові варіанти дробарок з кінематичними схемами простого і складного рухів запропоновані приблизно 100 років назад і маючі зараз повсякденне застосування.
Крім щокових дробарок, темою яких є дипломна робота, є інші види машин і обладнання для подрібнення каменя і гіпсових порід.
Основними перевагами конусних дробарок є безперервність робочого процесу, в результаті чого досягається висока продуктивність при невеликих затратах енергії. Зниженню енергоємності сприяє також округла форма дробильних частин машини, завдяки якій матеріал руйнується не тільки роздушуванням, але також внаслідок менш енергоємних процесів деформації згину та зсуву (зколювання).
Конусні дробарки поділяють на дробарки крупного (ККД), регульованого (КРД), середнього (КСД) та мілкого (КМД) подрібнення.
Полкові дробарки використовують при середньому та мілкому подрібненні порід середньої та малої міцності.
Подрібнення матеріалу в таких дробарках здійснюється в зазорі між двома валками, що обертаються назустріч один одному. Завдяки безперервності процесу і обертанню валків ці дробарки відрізняються зрівноваженістю, рівномірністю хода. При невеликій масі і потужності привода в них досягається висока продуктивність, тому їх часто використовують на пересувних установках.
Найбільш поширеною є валкова дробарка, вісь якої закріплена нерухомо, а вісь другого валка має деяку можливість переміщення по напрямним станини. вісь рухомого валка притискується пружинами до упорів. розмір продукту подрібнення регулюється набором прокладок між упором і підшипником. Бандажі валків виготовляють із зносостійкої марганцевої сталі. Для покращення захвату матеріалу один з них або обидва можуть бути виконані рифленими. Привід валків здійснюється за допомогою довгозубих шестерень, що забезпечує надійний захист від роз’єднання при постійно змінному міжосьовому проміжку. Ланцюговий і пасовий привід в цьому випадку виявились недостатньо надійними.
Дробарки ударної дії по конструктивним ознакам і технологічному призначенню поділяють на молоткові з шарнірно-підвішеними до дисків ротора молотками і роторні з жорстко закріпленими на масивному роторі бійками.
Молоткові дробарки призначені для подрібнення хрупких, невеликої міцності і вологості матеріалів, таких як кам’яне вугілля, гіпс, крейда, цегляний бій та ін..
Роторні дробарки використовують при подрібненні гірських порід з граничною міцністю до 150 МПа, таких як вапняки, мармур, пісчаник та ін..
Для дробарок ударної дії, як молоткових, так і роторних, характерна велика ступінь подрібнення: за один прийом крупність матеріалу понижується в 20 разів і більше.
По часу робочих органів дробарки ударної дії поділяють на одно і двохроторні. Двохроторні дробарки виконують по схемі одноступінчатого і багатоступінчатого подрібнення. В дробарках одноступінчатого подрібнення обидва ротори розміщені в одній камері подрібнення і обертаються назустріч один одному. В дробарках багатоступеневого подрібнення, матеріал роздроблений бийками (молотками) першого ротора, поступає на другий ротор, послідовно розміщений відносно першого і який обертається в тому ж напрямку, що і перший. Для підвищення ступеня подріблення на останньому роторі може бути встановлена велика кількість боїв (рядів молотків). Цей ротор обертається з більшою швидкістю, ніж перший.
Роторні дробарки випускають двох типів: роторні дробарки крупного подрібнення ДРК і середнього та мілкого подрібнення ДРС. В дробарках ДРК матеріал, що підлягає подрібненню, має розмір в поперечному перерізі 400…1200 мм, а в ДРС – 300 мм і менше.
Розрахункова частина
Процес подрібнення в любій дробарці в тому числі і у щоковій, відрізняється складністю і залежить від багатьох різних факторів, аналітичний зв’язок між ними не підлягає визначенню. До таких факторів відносяться, наприклад, розмір, форма та взаємне розміщення кусків матеріалів в камері подрібнення, фізико-механічні властивості вихідного матеріалу, стан робочих органів дробильної машини, нестабільність вихідної щілини та ряд інших причин, оцінити кількісно вплив яких на роботу дробарки практично не уявляється можливим.
Всі існуючі теорії процесу подрібнення практично являються досить наближеними, що базуються на ряді спрощень та допущень. Але не дивлячись на значні складності, теоретичні та експериментальні дослідження дозволили розробити теорію розрахунку дробильних машин, достатнього для загального інженерного розрахунку технологічних і конструктивних параметрів машин. Ця теорія безперервно покращується і доповнюється.
Відправними даними для розрахунку щокових дробарок є максимальна крупність кусків Dmax
у вихідному матеріалі, потрібна максимальна крупність кусків dmax
в готовому продукті на продуктивність Q
.
Ширина приймального отвору В
дробарки повинна забезпечити вільний прийом кусків максимальної крупності.В більшості випадків B
=
Dmax
/0.85
.
Для дробарок, що працюють в автоматичних лініях без нагляду оператора, рекомендується збільшити ширину приймального отвору, а саме: B
=
Dmax
/0.5
.
Ширина «
b
»
вихідної щілини при застосуванні стандартних дробильних плит пов’язана з максимальною крупністю кусків в готовому продукті наступною залежністю: b
=0.85
dmax
.
Призначивши ширину В
і користуючись рекомендованим рядом розмірів дробарок, робимо попередній вибір головного параметра дробарки «BxL
».
Далі визначаємо геометричні параметри камери подрібнення і в першу чергу кут захвату, тобто кут між нерухомою і рухомою щоками.
2.1
Кут захвату
Кут захвату повинен бути таким, щоб матеріал, що знаходиться між щоками при натисненні руйнувався, а не виштовхувався доверху.
Тиск рухомих щок на кусок рівний P
, причому тиск перпендикулярний щоці. Сила тертя fP
перпендикулярна силі Р
, завжди діє на ксок проти його відносної швидкості v
. Тому при виштовхуванні куска вверх вони будуть направлені так, як показано на схемі.
Масою куска, значно меншою, ніж роздушуюче зусилля, можна практично знехтувати. Оскільки матеріал дроблячи плит однаковий, то коефіцієнт тертя буде однаковий і рівний f.
При стисненні кусок матеріалу не буде виштовхуватись вверх, якщо сили F, що викликані силами тертя будуть більші або рівні виштовхувальній сили R:
; ;
; ;
Коефіцієнт f тертя рівний tgφ (де φ – кут тертя):
або
Значить нормальне подрібнення можливе, якщо кут захвату дорівнює або менший подвійного кута тертя. Визначений в лабораторних умовах коефіцієнт тертя кам’яних матеріалів по сталі f=0.3 (тоді φ=16º40' і α=33º20') не повністю враховує фактичний характер дії сил в камері подрібнення. Спеціальні дослідження показали, що кут в 18º - 89º є оптимальним, так як забезпечує надійну роботу щокових дробарок в самих тяжких умовах, як наприклад, подрібнення міцних матеріалів окатної форми (валунів, гальки). Збільшення кута захвату в порівнянні з оптимальним може привести до падіння продуктивності; зниження кута захвату викликає неоправдані збільшення габаритних розмірів, а значить і маси дробарки.
2.2
Хід списку
Теоретично, розглядають рух в щоковій дробарці матеріалу в нижній частині камери подрібнення при роботі щокової дробарки. Якщо ексцентриковий вал здійснює «n» обертів в секунду, а час відходу щоки рівний часу половини оберта, то
Де α – кут захвату.
На основі закону вільного падіння тіла, шлях пройдений ним за час «t»,
,
Де g – прискорення вільного падіння.
Прирівнявши значення h, отримаємо
звідки
І в кінцевому результаті частота обертання вала в секунду
об/с.
По рекомендаціям ВНІІбуддормаша хід щоки знизу (мм) дробарки, як відмічалось раніше визначається
Де b – найбільша ширина вихідної щілини, мм. При використанні стандартних дробильних плит ширина вихідної щілини «b» зв’язана з максимальною крупністю кусків в готовому продукті залежністю:
Звідси ,
Тоді S=7+0,10*0,75=24,5мм.
2.3
Частота обертання ексцентрикового вала
Остаточна частота обертання ексцентричного вала в щоковій дробарці становить:
об/с.
У формулі визначення частоти обертання ексцентрикового вала не враховані деякі фактори, що сприяють процесу подрібнення, а також конструктивні особливості машини. Наприклад, не враховані сили тертя кусків матеріалу один по одному і по дробильних плитах, що виникають по опусканню кусків.
Отримані значення частоти обертання ексцентрикового вала коректуються з врахуванням необхідної довговічності підшипників ексцентрикового вузла і гранично допустимої незрівноваженої сили інерції.
2.4
Об'єм призми подрібненого матеріалу
Об'єм призми подрібненого матеріалу за кожний відхід щоки визначається:
.
Де L – довжина камери подрібнення дробарки, м;
F – площа поперечного перерізу ви падаючої призми, м2
.
З врахуванням вказаних вище даних площа призми трапецевидного перерізу становить
Об'єм
При «n» повних коливань рухомої щоки в секунду продуктивність дробарки (м3
/год)
,
Де μ – коефіцієнт роз рихлення ви падаючої з вихідної щілини сипучої маси продукту.
В залежності від розміру дробарки і густоти матеріалу може бути прийнятий μ=0,3…0,65. Якщо прийняти , середній розмір продукту подрібнення
d=126+24.5=150.5мм
Тоді
2.5
Потужність електродвигуна
Формули для розрахунку потужності двигуна щокової дробарки можна розділити на три групи.
Перша група об’єднує емпіричні формули, запропоновані на основі емпіричної обробки статистичних даних по заміру витрат енергії при роботі щокових дробарок в промислових умовах.
До другої групи відносять аналітичні формули, що включають формули зусиль подрібнення. Це формули придатні лише для орієнтовного визначення енергії, що витрачається на подрібнення.
До третьої категорії відносять формули, що виведені на основі одного з основних енергетичних законів подрібнення. Л.Б.Левенсон вивів формулу витрат енергії (в Вт), беручи до уваги закон Кірпічова-Кіка, яка остаточно має вигляд:
Де σсш
– границя міцності матеріалу, що подрібнюється, σсш
=150 МПа;
L – довжина камери подрібнення, м;
n – частота обертання ексцентричного вала, об/с;
D – максимальна крупність кусків продукту подрібнення, м;
E – модуль пружності другого роду, Е=46000 МПа [1, ст. 9];
η – механічний ккд дробарки, η=0,65…0,85 [6, ст. 50];
2.6
Розрахунок навантаження в основних елементах щокової дробарки
Для визначення зусиль в елементах дробарки необхідно визначити рівнодійну сил подрібнення Р, місце її прикладання. На силу подрібнення впливає вид руйнування куска породи при його подрібненні: руйнування від напруження стиску, розтягу, згину, удара. При подрібненні має місце руйнування від всіх видів напруження, але, як показали експерименти, основним видом є руйнування від виникаючих напружень розтягу. Пояснюється це тим, що дробильний кусок зажимається між ребрами рифлення дробильних плит, а при такому характері навантаження в куску виникають розтягуючи напруження, направлені перпендикулярно силам стиснення і які викликають його руйнування.
2.6.1
Максимальне зусилля подрібнення
Значення максимального зусилля Qmax
визначають з виразу роботи подрібнення. При цьому приймається до уваги, що дроблячи зусилля змінюється на протязі ходу щоки від Q=0 в початковий момент до Q=Qmax
до кінця ходу:
Де S1
– хід рухомої щоки в місці прикладання дробильного зусилля, м.
З цієї формули:
Найбільшого зусилля подрібнення можна очікувати при подрібненні крупних кусків у верхній частині приймального отвору. По даним А.А.Баумана (ВНІІбуддормаша) можна прийняти, що точка прикладання зусилля Qmax
розміщена на 1/3Н (тут Н – висота камери подрібнення, рахуючи від верхньої кромки щоки).
Хід рухомої щоки, S1
в точці прикладання зусилля в такому випадку може бути визначена графічним або аналітичним методом.
В дробарці з складним рухом рухомої щоки графічний метод складає деякі труднощі, тому що кожна точка щоки описує свою траєкторію.
Визначимо хід рухомої щоки із подібності трикутників А1
ОВ1
, АОВ:
Звідси
Де А – робота подрібнення згідно гіпотези В.П.Кірпічова за один оберт головного вала, Дж.
Де N – потужність електродвигуни, Вт;
n – число обертів ексцентрикового вала, об/с.
Деталі на міцність розраховуються по максимальним зусиллям, що виникають при подрібненні матеріалу. Кусок матеріалу в робочій камері дробарки руйнується під дією розтягуючи напружень, що виникають при стисненні і направлених перпендикулярно силам стиснення:
,
Де Qmax
– сила стиснення, Н;
F – площа розривання куска матеріалу, м2
.
Сумарне навантаження, що діє на дробильну плиту:
Де К – коефіцієнт, що враховує роз рихлення і одночасність роздавлювання в межах одного коливання щоки;
Fgα
– активна площа дробильної плити (що приймає участь в подрібненні), м2
;
σр
– напруження розтягу, σр
= 6…7 МПа [2, ст.. 42].
Так як в основному дробарки застосовують для порід з границею міцності не вище 300 МПа, то для їх розрахунку можна прийняти максимальне навантаження, рівне 2,7 МПа.
В зв’язку з запобіганням помилкового спрацювання запобіжного пристрою встановлений коефіцієнт підвищеного номінального навантаження, що дорівнює 1,5 , в зв’язку з цим розрахункове навантаження:
Де kg
– коефіцієнт, що враховує динамічність навантаження, kg
=1,5
Експерименти підтверджуються теоретичними розрахунками, з яких слідує, , що навантаження на дробильну плиту роз приділяється рівномірно. Тому для визначення зусиль в елементах дробарки рівнодійну навантаження на дробильну плиту слід розрахувати прикладеною до середини по висоті.
2.6.2
Станина
Станина являє собою зварні або ливарні рами, точний розрахунок яких являє значні труднощі. Загалом, для наближеного визначення середніх напружень, що виникають в станках станини, її розраховують як плоску раму. Більш сучасний і більш точний розрахунок міцності і жорсткості станини виконують по рекомендованому співробітниками ВНІІбуддормаша методу кінцевих елементів [24].
2.6.3
Ексцентриковий вал
Підлягає згину і крученню, і його розраховують на витривалість по напруженням, що виникають, що виникають при попаданні в камеру подрібнення не дробильного тіла. [6, ст.. 90].
Вал розраховують, як вільно лежачу двоопорну балку, що зазнає складне комбіноване навантаження.
Крутний момент від шківа – маховика:
Колова сила на шківі-маховиці:
Сила натягу пасів клинопасової передачі:
Для знаходження реакції опори RA
запишемо суму моментів всіх сил відносно опори «В».
З метою спрощення розрахунків прийняте допущення – сила Тр
направлена вертикально вверх
Виходячи з розрахункової схеми, максимальний згинаючий момент в середині ексцентрикового вала:
Крутний момент, що зазнає ексцентриковий вал:
Сумарний момент:
Виходячи з цього діаметр ексцентрикового вала рівний:
Діаметр шийки корінних підшипників ексцентрикового валу, визначають записавши рівняння згинаючого моменту моменту відносно опори «В».
Знак «мінус» показує, що момент відносно точки «В» направлений в протилежну сторону згідно зображених сил..
Визначимо діаметр шийки вала з умови навантаження кручення:
Приймаємо dш
.
2.6.4
Шатун
При робочому ході рухомої щоки, коли відбувається подрібнення матеріалу, шатун переміщується з нижнього на верхнє положення, і в ньому виникає ротягуюче зусилля «Р», яке змінюється по величині від нуля (в нижньому положенні шатуна) до максимуму (у верхньому положенні шатуна).
З достатньою для практичних розрахунків точністю приймають, що зусилля в шатуні зростає прямо пропорційно переміщенню, тоді середнє значення цього зусилля:
,
Робота, що виконується цією силою за один оберт ексцентрикового вала:
Де е – ексцентриситет вала, м;
Pmax
– максимальне зусилля в шатуні, Н;
Тоді розтягуючи зусилля в шатуні:
;
Так як
Звідси
Розтягуючи зусилля в шатуні, при визначенні його профіль і розмірів перерізу, внаслідок ударного характеру навантаження, та можливості попадання в дробарку предметів, що не подрібнюються, приймають в чотири рази більше максимального:
Головка шатуна роз’ємна , з’єднується болтами, які працюють на розтяг. Діаметр болтів рівний:
2.6.5
Рухома щока
Рухому щоку розраховують як балку, з однієї сторони закріплену шарнірно, з іншої опирається на розпірну плиту.
Частіше всього при попаданні в камеру подрібнення недробимого тіла навантаження прикладене в нижній частині щоки. Розрахувати в цьому випадку слід на граничну міцність (по границі текучості).
Коефіцієнт запасу міцності рекомендується приймати a = 1,5…2,5 [5, ст.. 24].
Рухома щока розраховується на згин під дією сили Т, як балка на двох опорах, одна з яких шарнірна
Нормальна складова сили Т, що здійснює подрібнення кусків матеріалу.
Де
Сила Тн
буде максимальною, якщо в робочій камері дробарки знаходиться кусок матеріалу, який має найбільший розмір.
Рухома щока, як і шатун, повинна мати мінімально можливу масу і володіти достатньою міцністю. З цією метою, наприклад, її обладнують ребрами жорсткості.
Розрахункове напруження згину рухомої щоки повинно бути менше допустимого [σзг
] для вибраного матеріалу щоки:
Тангенціальна складова сили Т, що діє на підшипники, і вигинаючи вісь підвісу рухомої щоки
Згинаюча сила Q, яка прикладена в точці контакту щоки з куском дробленого матеріалу
2.6.6
Механізм регулювання вихідної щілини
В механізмі регулювання вихідної щілини в дробарці із складним рухом щоки повзун легко розраховують як балку на двох опорах, навантажену рівномірно розподіленим навантаженням. Найбільш несприятливим випадком для повзуна слід рахувати положення коли, клини механізму розвинуті, а опорні реакції клинів прийняті зосередженими.
Слід також провести перевірковий розрахунок клинів і стяжного гвинта на розтяг і на зріз різьби.
2.6.7
Розмірна плита
Розмірна плита працює в умовах пульсуючого циклу навантаження в умовах навантаження при подачі в дробарку недробимих матеріалів. В зв’язку з цим розпірну плиту необхідно розраховувати на граничну міцність і витривалість.
В загальному випадку розпірна плита приймає позацентрове зтиснення, яке виникає в результаті порушення внаслідок порушення правильності взаємного розміщення опорних сухарів розпірної плити при зміні вихідної щілини дробарки, а також внаслідок зношення розмірних плит і сухарів.
Зусилля, що діє вздовж розпірної плити, досягає максимального значення в той момент, коли вона займає крайнє верхнє положення:
Де L – довжина щоки, м;
l – відстань від ексцентрикового вала до точки, в якій стискаюча сила досягає максимального значення, l=L/2, м.
Площа поперечного перерізу розпірної плити, що працює на стиск:
Де σст
– допустиме напруження на стиск, σст
=500 МПа.
При ширині «b» розпірної плити її товщина дорівнює:
Згідно конструктивних рішень h=10 мм.
2.6.8
Характеристика маховика
Маховик розраховують з врахуванням кутової швидкості, яка зменшується від ωmax
до ωmin
при наближенні щок одна до одної, коли відбувається подрібнення, причому робота здійснюється як за рахунок енергії двигуна, так і за рахунок кінетичної енергії маховика. При холостому ході енергія двигуна витрачається лише на збільшення кінетичної енергії маховика і кутова швидкість останнього зростає від ωmin
до ωmax
. коливання кутової швидкості залежить від ступеню нерівномірності обертання маховика, який для щокових дробарок приймається рівною 0,015…0,035. [3, ст.. 151].
Якщо позначити кутову швидкість маховика на початку робочого ходу через ω1
, а в кінці робочого ходу через ω2
, то частина роботи, що виконується за рахунок кінетичної енергії маховика:
Де j – момент інерції маховика, кг*м2
.
Розклавши вираз
І позначивши через середню кутову швидкість маховика ωф
, а ω1
-ω2
/ωср
через ступінь нерівномірностей обертання маховика δ, отримаємо:
Звідси
Примічаючи до уваги, що та
Визначаємо маховий момент маховика:
Тоді
Але
Де v – колова швидкість на ободі маховика, приймаємо з умови міцності, v=15 м/с. [3, ст.. 176].
Отже
Де m – маса маховика, кг.
2.7
Розрахунок редуктора сумісної дії ексцентрикових валів
На початку розрахунку визначимо силові та кінематичні параметри привода:
1. Визначаєм потужності на валах привода.
2. Визначаєм кутові швидкості валів привода:
3. Визначаєм крутні моменти на валах привода:
Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1.
Результати кінематичного і силового розрахунків приводу.
Парам. №валу |
N, кВт | ω, рад/с | М, Нм | Ugj
|
Uд заг
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 105,0 | 1,18 | 88983 | 4 5 1 0,2 |
4,0 |
| 2 | 100,8 | 0,29 | 343586 | ||
| 3 | 97,78 | 0,06 | 1629667 | ||
| 4 | 94,84 | 0,06 | 1580667 | ||
| 5 | 92,0 | 0,29 | 317241 |
Розрахунок циліндричної зубчатої передачі.
1. Кінематична схема передачі та вихідні дані для її розрахунку.
Таблиця 2.2.
Вихідні дані для розрахунку передачі
Парам. №валу |
N, кВт | ω, рад/с | М, Нм | Ugj
|
Uд заг
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 2 | 100,8 | 0,29 | 343586 | 5 | 4,0 |
| 3 | 97,78 | 0,06 | 1629667 |
2. Вибір матеріалу і визначення допустимих напружень.
2.1. Матеріали зубчатих коліс.
Так, як до проектуючої задачі не подаються жорсткі вимоги по габаритам, то для виготовлення зубчатих коліс прийняті матеріали, подані в табл.. 2.3.
Таблиця 2.3. Матеріали зубчатих коліс
| Матеріал | Термообробка | Границя текучості, σт
МПа |
Твердість НВ | |
| Шестерня | Сталь 50 | Нормалізація | 380 | 180 |
| Колесо | Сталь 40 | Нормалізація | 340 | 854 |
2.2. Допустимі контактні напруження.
Де НВ – твердість поверхні зубів по Брінеллю
Де Dp
– кількість робочих днів в році;
Рс
– кількість років служби;
Tзм
– час зміни;
Кзм
– кількість змін в сутки.
Тоді
Для легкого режиму навантаження КHZ
= 0.06 – коефіцієнт інтенсивності режиму навантаження [10, ст.. 59].
Тоді
2.3. Допустимі напруження при згині
Де - границя витривалості зубів при згині, що відповідає базі досліджень, МПа;
- коефіцієнт довговічності;
- коефіцієнт реверсивності навантаження, = 1,0;
2.4. Допустимі граничні навантажені напруження.
2.5. Допустимі граничні напруження при згині
3. Визначення геометричних розмірів
3.1. Міжосьова відстань.
Де Ка
– розрахунковий коефіцієнт, Ка
=4950 Па1/3
;
U – непередбачене число;
Мш
– номінальний обертовий момент на валу шестерні, Нм;
ψва
– коефіцієнт ширини зубчастого вінця колеса, ψва
=0,3;
Кнβ
- коефіцієнт ширини зубчастого вінця колеса по ділильному діаметру шестерні.
Приймаємо Кнβ
=1,15
, тоді
3.2. Визначення модуля зубів
Zк
=u* Zш
=5*20=100, тоді
Приймаємо mn
=34 мм.
3.3. Геометричний розрахунок передачі
3.3.1.Міжосьова відстань
3.3.2.Розміри шестерні:
- Ділильний діаметр:
- Діаметр вершини зубів:
- Діаметр впадин:
- Ширина:
3.3.3.Розміри колеса:
- Ділильний діаметр:
- Діаметр вершини зубів:
- Діаметр впадин:
- Ширина:
4. Перевірковий розрахунок передачі
4.1. Розрахунок на контактну втому:
Приймаємо Кyv
= 1.0, табл.. 3.4., [13]:
Так як σн
=735 МПа, лежить в межах (0,8…0,9)*[ σн
], то змінюємо ширину колеса, і приймаємо аш
=2000 мм, а
Тоді , умова виконується.
Ширину шестерні приймаємо
4.2. Розрахунок на контактну міцність.
4.3.
4.4. Розрахунок на втому при згині
Умови виконуються.
4.5. Розрахунок на міцність при згині
Умови виконуються.
5. Визначення сил в зачепленні.
- Колове зусилля:
- Радіальне зусилля:
- Осьове зусилля
ІІІ. Технологічна частина
Любу деталь можна виготовити різними способами. Наприклад, деталь призматичної форми можна обробити на стругальному, фрезерному і токарному станках, деталь циліндричного перерізу – на токарних, фрезерних, стругальних і навіть на свердлильних станках.
При наявності станків всіх типів виготовлення циліндричної деталі будуть проектувати на токарному верстаті, а призматичної на – фрезельному або стругальному верстатах. Але не завжди легко і просто визначити, на верстаті якого типу виготовити ту чи іншу деталь. Іноді необхідно розрахувати, на якому верстаті економічно доцільно працювати, буде затрачено менше часу на виготовлення деталі.
Норми часу при машинній обробці визначають методом розрахунку. Розрахувати можна норми для верстатних і зварювальних робіт, визначивши основний час. Інші елементи норми часу розраховують по відповідним таблицям.
Перш чим приступити до виготовлення чи ремонту деталі, необхідно завжди подумати за технологію, вирішити, на якому обладнання, яким інструментом і з якими режимами будуть оброблювати деталь.
При вирішенні цих питань потрібно шукати найбільш раціональні, економічні способи обробки.
Ефективність роботи залежить від вибору пристроїв для кріплення деталі. Швидкість установки і вибірка деталі. Швидкість установки і вибірка деталі на верстаті особливо важлива в одиничному виробництві, де основний (машинний) час, в основному незначний, а допоміжний, на встановлення деталі, іноді більший машинного часу.
Технологічний процес виготовлення вала редуктора складається з таких операцій: свердлильна, токарна, фрезерна, шліфувальна і термічна обробка.
Технологічний процес – части на виробничого процесу, яка містить цілеспрямовані дії по зміні і визначенні складу предмету праці.
Одиничний технологічний процес – це процес виготовлення чи ремонту виробу одного найменування типорозміру і виконання, незалежно від типу виробництва.
Технологічна енергія – кінцева частина технологічного процесу, яка виконується на одному робочому місці.
Технологічний перехід – кінцева частина технологічної операції, яка виконується одними і тими ж засобами технологічного оснащення при постійних технологічних режимах і установках.
Установа – частина технологічної операції , яка виконується при незмінному закріпленні оброблювальних заготовок.
3.1 Свердлильна операція
Для свердління центровочних отворів використовують свердло П15М5 діаметром 15 мм. Приймаємо подачу: S = 0,15 мм/об, [9, ст. 25]
Швидкість різання:
де Cv = 7,0; у = 0,40; g = 0,40; m = 0,2; [15, ст. 278]
Т = 25 хв, [15, ст.. 279, табл. 70];
де Кmv
– коефіцієнт, що враховує оброблюваний матеріал;
Кmv
= 0,95 [9, табл. 3];
Кк
v
= 0,9 [9, табл. 5];
Кк
v
= 1,0 [9, табл. 6];
Частота обертання
по паспорту верстата приймаємо п
= 710 об/хв.
Уточнюємо швидкість обертання.
Основний машинний час.
де Lр
розрахункова довжина, мм; п
- частота обертання свердла, об/хв.;
S – подача на один оберт, мм/об.
Загальний основний час, що необхідний свердління двох отворів рівний:
3.2 Токарна операція
Визначаємо глибину різання:
обробку виконуємо за 8 проходів.
Вибираємо подачу:
S = 0,3 мм/об, [15, ст. 256, табл. 11].
Визначаємо швидкість різання.
,
де Кv
,
Cv
– емпіричні коефіцієнти , Cv
= 420 [9, табл. 17];
x, y, m – показники степеня, х = 0,15; y = 0,20; m = 0,20 [9, табл. 17].
,
Кmv
,
Кк
v
,
Кк
v
емпіричні коефіцієнти;
Кmv
= 0,95 [9, табл. 3]; Кк
v
= 0,9 [9, табл. 5]; Кк
v
= 1,0 [9, табл. 6];
Т – стійкість інструменту при безперервній роботі, Т = 45 кВ
Визначаєм частоту обертання:
де D
– діаметр заготовки, мм.
по паспорту верстата приймаємо найближче значення п
р
= 200 об/хв.
Уточнюємо дійсну швидкість різання:
Знаходимо зусилля різання:
де Ср
– постійна величина, Ср
= 360; x, y, n – показники степеня, x = 1,0;
y = 0,75; n= -0,15, [15, ст.268, табл. 22]
Кр
– поправочний коефіцієнт.
де, - коефіцієнти, що враховують фактичні умови різання;
Знаходимо потужність різання:
Визначаєм основний машинний час:
де Lр
– розрахункова довжина, мм; і – кількість проходів.
Глибина різання і подача:
- подача : S = 0,3 мм/об [9, табл. 11];
Швидкість різання:
Частота обертання:
по паспорту приймаємо п
ф
= 500 об/хв.
Встановлюємо швидкість різання:
Основний машинний час:
3.3 Фрезерна операція
Режим різання при роботі шпоночними фрезами з матеріалом ріжучої частини Р15М5:
- діаметр фрези – 15 мм [15, ст.268, табл. 38];
- глибина фрезерування – 7 мм;
- подача на поздовжній рух – St
= 0,02 мм/зуб
Визначаємо швидкість різання:
Визначаємо частоту обертання:
з паспорта верстата приймаємо п
ф
=500 об/хв.
Уточнюємо швидкість різання:
Основний машинний час:
де Sв
– вертикальна подача, мм/об;
Sа
.д
.
– повздовжня подача, мм/зуб;
D – діаметр фрези, мм.
3.4 Термічна обробка
Термообробка складається з відпалу, сортування, відпуску і нормалізації.
Використовуємо термопіч.
Відпал і нормалізація проводиться певним чином.
- Відпал: t = 880°; T = 4 год; - повільне охолодження в печі; Vосн
= 15…100 °С/год;
- Нормалізація: t = 850°; T= 4 год; - охолодження на повітрі;
- Гартування: t = 950°; T = 4 год; - охолодження в мінеральному маслі; Vосн
= 100 °С/год; АВ = 350…450.
- Відпуск призначений для досягнення певної твердості
t = 500°; високотемпературний відпуск T = 5 год;
АВ = 250…350. Повільне охолодження.
3.5 Шліфувальна операція
Розробку режимів шліфування проводять із встановленням характеристики інструменту. Вибираємо шліфувальний круг типу ПП – плоскошліфувальний, для зовнішнього шліфування, ГОСТ 2424 – 83,
Ra
= 1,25; В = 70 мм; зернистість – 10-40 мм.
- Швидкість обертання круга – Vкр
= 70 м/с.
- Швидкість обертання заготовки, Vд
= 25 м/с.
- Глибина шліфування, t = 0,02 мм
- Повздовжня подача, Sпз
= 0,8 мм/об.
Визначаєм частоту обертання деталі:
Основний робочий час:
де Кy
– коефіцієнт зачисних ходів, Кy
= 1,2…1,7 [15, ст. 273.]
3.6 Нормування часу проведеної обробки деталі
1. Свердлильна операція:
Визначаєм загальну норму часу на свердлильних двох центровочних отворів.
2. Токарна операція.
де Тшч
– штучний час, хв.;
Тн.з
– підготовчо-заключний час, хв.;
п
– кількість деталей, шт.
де Тосн
– основний час, на протязі якого змінюється розміри, геометрична форма, зовнішній вигляд, властивості обробляємої поверхні або взаємне розташування деталей, хв.
Тдом –
час що забезпечує виконання головного часу, установка, закріплення, налагодження обладнання, заміна інструментів приладів, пробні проходи і виміри, хв..;
Тдод
– час зв’язаний з організаційно-технічним обслуговуванням робочого місця, час на перерви для відпочинку, природні потреби людини, хв.
3. Фрезерна операція.
4. Шліфувальна операція.
Після розрахунків норм часу на всі операції по виготовленню вала редуктора редуктора зробимо ще невеликий наголос про норми часу.
Затрати робочого часу поділяють на нормальне і ненормальне.
До ненормального часу відносять всі невиробничі затрати робочого часу, по яким би причинам вони не виконувалися. Ці затрати не включають в норму часу.
Нормований час складає всі виробничі затрати часу, які повинні бути включені в норму.
Норма часу – час затрачений на одиницю виробу, витрачений в годинах і хвилинах.
Норма напрацювання – кількість деталей , виготовлених на протязі визначеного часу. Кількість деталей виготовлених за зміну, - змінною нормою виробітку.
Норма часу і норма виробітку величина зворотно-пропорційна.
V
.
Техніка безпеки і охорона праці
Правила і норми по техніці безпеки направлені на захист організму людини від фізичних травм, дії технічних засобів, що використовуються в процесі праці. Вони регулюють поведінку людей, забезпечуючи безпеку праці з точки зору будови і розміщення машин, будівельних конструкцій, будинків, споруд та обладнання.
Правила та норми по виробничій санітарії та гігієні передбачають захист організму від перевтоми, хімічної, атмосферної дії та інше.
До числа норм по техніці безпеки та виробничій санітарії відносяться норми, що встановлюють межі індивідуального захисту працюючих від професійних захворювань та травматизму.
Площадки для обслуговування дробильних машин повинні бути зв’язані звуковою та світловою сигналізацією (електродзвінками та мигаючими електролампами) з площадками для обслуговування стрічкових конвеєрів та живильників на завантаженні і розвантаженні дробильних машин.
Дробильні машини, встановлені на відкритих площадках, слід розміщувати під навісом, що захищають працюючих від атмосферних опадів.
Пульти керування дробильними машинами повинні бути розміщенні в кабінах спостереження та дистанційного керування.
Пульти завантаження та вивантаження дробильних машин повинні бути закриті суцільними металевими кожухами, які під’єднанні до аспірацій них систем з апаратами для очищення повітря.
При пуску дробильних машин повинен бути забезпечений слідуючий порядок вмикання обладнання: аспіраційна система, стрічковий конвейер на розвантаженні, дробильна машина, живильник на завантаженні.
При зупинці дробильних машин або стрічкових конвейерах привід живильників повинен автоматично відмикатися.
Під час роботи дробильних машин забороняється:
проштовхувати і витягувати куски матеріалу та недробимі предмети, що застрягли в камерах подрібнення;
ліквідувати завали в камерах подрібнення та очищати їх;
Експлуатація дробильних машин при відсутності чи несправності захисних огороджень або систем сигналізації забороняється.
Огляд, очищення та ремонтні роботи всередині дробильних машин повинні виконуватись по наряду – допуску.
Для обслуговування приймального отвору щокових дробарок повинна бути стаціонарна металічна площадка зі сходинками.
Приймальні отвори щокових дробарок повинні бути огородженні суцільними металічними огородженнями висотою 1м.
Перехідні містки не повинні розміщуватись над приймальними отворами щокових дробарок.
Працюючи, які обслуговують щокові дробарки повинні бути забезпечені очками захисними та інвентарним ручним інструментом (крючками, кліщами, шуровками та ін.) для витягування з камер подрібнення кусків сировини або недробимих матеріалів.
Дотримання правил безпеки працівниками значною мірою залежить від рівня їх знань, які є похідними від якості навчання. Погана організація навчального процесу є одним з самих слабких місць в роботі по охороні життя людей. Відсутність тренажерів, де можна було б відпрацювати безпечні прийоми робіт, навчальних кінофільмів, зводить навчання лише до теоретичного засвоєння інструкцій і правил безпеки, а не до вміння застосовувати їх на практиці.
В Україні не ведеться робота по оцінці ефективності різноманітних напрямків і форм профілактики травматизму. Соціальна і політична важливість цієї роботи вимагає того, щоб вона вирішувалась на державній основі як проблема забезпечення життєдіяльності людини. Це робота повинна супроводжуватись регулярним проведенням комплексних досліджень, які дадуть можливість визначити істинні причини аварій і нещасних випадків і розробити ефективні заходи щодо усунення недоліків.
Задачі і значення охорони праці нерозривно пов’язані з поняттям значення праці в житті людини. Праця впливає на природу і використовує її з метою виробництва матеріальних благ для забезпечення своїх потреб. Але праця – не лише процес взаємовідносин між людиною і природою, це і суспільний процес, в якому людини вступають між собою в конкретні виробничі відносини. В будь-якому виробничому процесі беруть участь засоби праці і предмет праці, між якими існує прямий і зворотний зв’язок.
В процесі трудової діяльності на людину діють різні чинники і якщо відносно організму людини вони не достатньо активні, людина пристосовується до них і може довгий час працювати без будь-яких патологічних відхилень в організмі. Але якщо в процесі виробничої діяльності чинники будуть активні і організм людини не зможе пристосуватися до них, нормальна життєдіяльність її буде порушена і може виникнути виробнича травма або професійне захворювання. Тому не можна допускати від’ємного впливу засобів праці і несприятливих чинників виробничого середовища на організм людини в процесі її трудової діяльності.
Багато проблем, пов’язаних з поліпшенням умов праці і вдосконаленням охорони праці були вирішені російськими вченими. Провідні вчені, передові лікарі та інженери доклали багато зусиль для створення здорових і безпечних умов праці при виконанні трудових процесів, хоча їх ініціатива в умовах капіталістичного виробництва не знаходила відповідної підтримки.
Охорона праці розглядає проблеми забезпечення здорових і безпечних умов праці, виявляє і вивчає можливі причини нещасних випадків, професійних захворювань, аварій, вибухів, пожеж і розробляє систему заходів і вимог з метою виключення цих причин і створення безпечних і сприятливих для людини умов праці.
Трудова діяльність людини відбувається в різноманітних виробничих умовах, які характеризуються, як правило, наявністю небезпеки і шкідливостей.
Безпека праці – це стан умов праці, при яких виключений вплив небезпечних і шкідливих виробничих чинників на працівників.
Виробнича небезпека – можливість впливу на працівників небезпечних і шкідливих виробничих чинників.
Небезпечні виробничі чинники – це такі, вплив яких на працівників за деяких умов призводить до травм чи іншого різкого погіршення здоров’я.
До шкідливих чинників належать такі, дія яких на працівників призволить до захворювання чи зниження працездатності. Залежно від рівня і часу дії шкідливий виробничий чинник може стати небезпечним.
Боротьба із забрудненням повітря в промисловості будівельних матеріалів є актуальною задачею. Деякі підприємства промисловості будівельних матеріалів викидаються в атмосферу велику кількість повітря і газів, що несуть різні суміші. Тверді суміші в повітрі і газах дрібно подрібнені і знаходяться у взвішаному стані у вигляді пилу або диму. Рідкі домішки присутні в повітрі і газах у вигляді бризг або туману. Газоподібні домішки (за частіше шкідливі або небажані) входять в склад відходячих газів. Гази обпалюючих печей і продукти горіння паливо майже завжди містять в тому чи іншому кількісному складі сірчистий ангідрид і т.д.
Основними пилевиділяючими агрегатами є дробильно-розмалювальне та сортувальне обладнання, обертові печі, сушильні барабани, печі для обпалення керамічних виробів, холодильники для клінкера, пересипні та транспорті пристрої. Крім того, багато пилу утворюється при добуванні сировинних матеріалів в кар’єрах та кам’яноломнях.
В промисловості будівельних матеріалів боротьба із запиленістю повітря починається з кар’єра, де виконується добування сировини. Застосування високопродуктивної техніки та інтенсифікація робіт супроводжується різким збільшенням кількості домішок, що викидаються в атмосферу.
Гранична кількість викидання пилу до шкідливих домішок визначено санітарними нормами СН-245-71 з доповненнями. Так, кількість промислового пилу, будівельних матеріалів коливається від 2 до 6 мг/м. Розробка кар’єрів та їх планування виконується з врахуванням штучної вентиляції повітря. Для осадження пилу в літній період застосовується вода, встановлюються пилоосаджувальні камери.
Переробка гірської маси, що поставляється з кар’єрів автомобільним або залізничним транспортом, до необхідної крупності готового продукту здійснюється як правило в декілька стадій і включає в себе процеси подрібнення, сортування, а в деяких галузях промисловості і процесу полеолу, внутрішньозаводського транспортування і складування готового продукту.
В теперішній час на дробильно-сортувальних комплектах для пилеподавлення застосовуютья покриття дробильно-сортувального обладнання, під’єднані до системи аспірації.
Корпус укриття верху щокових дробарок має коробчату форму і виготовляється з листової сталі. Укриття встановлюють на станину дробарки в місці завантаження матеріалу і кріплять до неї болтами. Ущільнюючі прокладки забезпечують герметичність з’єднання. Верх укриття – з двох половинок відкидний. Ці половинки кріпляться шарнірно на петлях і кріпляться шарнірно. В закритому положенні половинки закриваються швидкороз’ємними замками. Верхній передній проєм укриття для невеликих щокових дробарок огороджується по периметру каркасом з кутника для кріплення низу обезпилюю чого укриття живильника. Каркас для великих дробарок виготовляється з швелера.
У верхній частині бокових стінок корпуса укриття передбаченні аспірацій ні вікна з фланцями для кріплення перехідників аспіраційних відсмоктувачів. Двостороннє розміщення аспірацій них вікон забезпечує створення ефективної зони розрідження в укритті для захвату запиленого повітря і направлення його в систему аспірації.
Правильна експлуатація систем аспірації дозволяє знизити запиленість повітря до рівня гранично допустимих концентрацій. Але весь комплекс виробничих умов починаючи з клімату району розміщення підприємства, технології переробки і закінчуючи фізичними властивостями пилу, що удаляється, постійно впливає на продуктивність аспірації, яка без достатньої наладки з часом понижується. Великі габарити технологічного обладнання, велика висота перепадів і розкиданість джерел пилевиділення, велика протяжність транспортування не дозволяють якісно і з необхідною герметизацією локалізувати всі джерела пилевиділення. Практика показує, що такі технологічні процеси, які вивантаження готового продукту з бункерів в транспортні засоби, переміщення і зсипання продуктів на конвейєрах, грохотах і дробарках, майже не забезпечується засобами аспірації, тому навіть при використанні спеціально розроблених і герметично виконаних укрить запиленість повітря велика. Для зниження запиленості повітря у високоінтенсивних джерелах пилевиділення застосовується повітряно-механічна піна високої кратності.
Обезпилення повітря і газів здійснюється механічним, електричним і фізико-хімічним способами. Механічну і електричну очистку виконують для вловлювання з повітря або газів твердих і рідких домішок, а газоподібні домішки вловлюються фізико-хімічними способами.
Механічне очищення повітря і газів проводяться осадженням частинок домішок під дією гравітаційних сил самих частинок і відцентрових сил або їх сумісною дією, фільтрацією крізь волокнисті і пористі матеріали, промивкою газу водою або іншою рідиною. Слід відмітити, що при любому способі механічної очистки особливе значення має зміна характеру газового чи повітряного потоку, що несе тверді частинки або рідкі, що являється важливим фактором, який сприяє їх виділенню.
Особливістю обезпилювання в промисловості будівельних матеріалів є те, що при виробництві щебня і піску наявність пилу значно знижує якість цих матеріалів, а при виробництві цементу і керамічних виробів пил – цінний продукт. Тому і виробництві щебня і піску, а також в кар’єрних розробках спочатку усувають пил, змішуючи її з повітрям, а потім виконують очищення повітря від пилу.
В промисловості будівельних матеріалів переважно поширені механічний спосіб, пиловловлювання за допомогою фільтрів з пористих і волокнистих матеріалів і електричний спосіб очистки.
Найпростішими механічними пиловловлювачами є пилові мішки, жалюзі решітки, зигзагоподібні відділювачі, астраційні шахти і т.д., в яких використовується інерційний спосіб осадження, заснований на зміні руху газу із взвішаними частинками, і пилові камери, в яких використані спосіб осадження частинок під дією сили тяжіння.
В пилеуловлювачах з пористих і волокнистих матеріалів принцип відділення твердих частинок заснований на очищенні способу фільтрації. Під дією сил інерції та електричного поля заряджені частинки пилу притягуються фільтруючим матеріалом і осаджуються на ньому. Пиловловлювачі цього типу по принципу дії поділяються на дві основні групи: з пористим заповнювачем і руковні.
Найбільш поширеним типом пиловловлювачів з пористими заповнювачами є зернистий фільтр із заповнювачем з гравію, вуглю та інших подібних матеріалів. Фільтри з насипним шаром в якості фільтруючого середовища застосовується у виробництві цементу та вапна для обезпилювання клінкерних холодильників, конвеєрних та помольносушильних устаткувань, а також вапняково-обпальних шахтних печей. Частіше всього застосовуються фільтри з комбінованим насипним шаром.
Електричне очищення газів засноване на дії сил неоднорідного електричного поля високої напруги.електричне поле в електрофільтрах утворюється між двома електродами – від’ємними (коронуючими) і додатніми (осаджувальними). При пропусканні через такі фільтри забрудненого газу проходить його іонізація, заряджені частинки притягуються до осаджувального електроду і осаджуються на ньому.
Електрофільтри поділяються на однозонні (коронуючі і осаджувальні електроди знаходяться в одній зоні) і двозонні (в одній зоні знаходиться осаджувальна система, а в іншій коронуюча система (іонізатор)). По фориі осаджувальних електродів електрофільтри поділяються на трубчасті і пластинчасті. Електрофільтри виготовляються з вертикальним і горизонтальним ходом газу. По способу видалення осаджувальних частинок електрофільтри поділяються на сухі і мокрі.
Для забезпечення подачі чистого повітря системами вентиляції приміщень і робочих місць в промисловості будівельних матеріалів необхідно попереджувати забруднення атмосфери територій підприємств і населених пунктів промисловими та вентиляційними викидами. Витяжні труби не знижують загальної кількості шкідливих домішок, що поступають в атмосферу. Для забезпечення чистоти повітряного басейну на підприємствах встановлюються очисні установки, вибір яких залежить від багатьох факторів.
Ступінь очистки газів і їх початкова запиленість дозволяє підійти до питання вибору пиловловлювача, а об’єм запилених газів дає можливість визначити його продуктивність.
При виборі типу пиловловлювача необхідно враховувати характер пилу і його концентрацію, кількість очисного повітря або газу, капітальні витрати і експлуатаційні затрати, які включають спряжені затрати, затрати по допоміжному обладнанню, складність обслуговування пиловловлювача. З точки зору вибору системи пиловловлювача її можна розбити на дів групи: обезпилювання газів в холодному стані та обезпилювання гарячих газів.
Для обезпилення гарячих газів необхідно враховувати вплив температури газів, точки роси та інших факторів. Вибір методу пиловловлювання (механічний та електричний) визначається також продуктивністю технологічного обладнання.
Для обезпилення повітря і газів в холодному стані застосовуються в основному циклонні та тканинні вловлювачі.
В процесах, пов’язаних із сушінням та відпалом, пиловловлювання є складовою частиною технологічного процесу, так як в більшості випадків весь продукт при обробці знаходиться у взвішаному стані і його необхідно повністю усунути з газового середовища, тому установки повинні забезпечити вловлювання пилу не тільки по санітарним умовам, але й по економічним поглядам.
На підприємствах промисловості будівельних матеріалів впроваджується двоступінчаті схеми пиловловлювання, де на першій стадії встановлюються пилеосаджувальні камери, циклони або фільтри з насипним шаром, а на другій стадії електрофільтри або рукавний фільтр.
Великий вплив на ефективність роботи пиловловлюючого обладнання дають своєчасно проведені технічні обслуговування і ремонт.
Для забезпечення вимог санітарних норм необхідно при проектуванні нових та реконструкції діючих підприємств промисловості будівельних матеріалів передбачати застосування технологічних процесів із замкнутими циклами, при яких викидання шкідливих речовин в атмосферу повністю припиняється або різко обмежений. При неможливості використання замкнутих технологічних процесів слід застосовувати найбільш ефективні міри очистки і обладнання, яке дозволяє знизити кількість виділяючи шкідливих речовин в допустимих межах.
Слідуючим чинником, який впливає на працю людини є виробниче освітлення приміщень.
Основним елементом життєвого середовища людини є світло. Дія світла на людину багатогранна.
Світло впливає на психіку людини, на її нервову систему. Природне світло дозволяє робітникам в приміщенні мати зоровий контакт з навколишнім середовищем, а його зміна (залежно від часу, хмарності) усуває монотонність в роботі.
Людина без природного світла відчуває себе ізольованою від зовнішнього світу і природи, скаржиться на неприємні відчуття, втрату почуття часу, одноманітність і статичність світлового середовища. У людини складається враження, що вона працює у нічний час.
Дослідженнями встановлено, що оптимальна освітленість лежить в межах від 1000 до 1200 як, при цьому забезпечується найвища продуктивність праці, найменша втома і мінімум помилок. В існуючих нормативних документах прийняті норми освітлення значно нижчі.
Штучне освітлення від’ємна діє на самопочуття і настрій працюючих внаслідок одноманітності і статичності світлової обстановки.
Гігієністи різних країн, щоб усунути цей вплив, дають такі рекомендації:
1. Змінювати рівень штучного освітлення з часом аналогічно природному освітленню (вище рівнів в денний час, деякі зниження освітлення з настанням вечора).
2. Переключати джерело світла, змінюючи спектральний склад протягом доби (в день використовувати холодні люмінесцентні лампи, ввечері – теплі, що буде імітувати природній світловий режим).
3. Продумати схему кольорового оформлення цехів (відчуття світлового комфорту створюється раціональним фарбуванням в теплі тони виробничих приміщень).
У більшості працівників у приміщеннях з виключно штучним освітленням або із слабким природнім у світловий час доби спостерігаються неприємні відчуття при вході в приміщення і особливо при виході з нього. Ці від’ємні відчуття пояснюються великою різницею в рівнях яскравості в середині і ззовні приміщення.
Нераціональне освітлення приміщень приводить до зорового дискомфорту, відвертає увагу, зменшує сконцентрованість, посилює зорову втому, знижує розумову і фізичну працездатність, сприяє розвитку ряду захворювань.
При належному освітленні практично не буває захворювань професійною хворобою – ністагмом, ознаками якого є судорожний рух яблука ока, трясіння голови, послаблення зору і різке зниження видимості при заході сонця. Хворому ністагмом світло нерухомої лампи ввижається стрибаючим. Вважається, що причиною ністагма є часта зміна світла і тіней при слабкому штучному освітленні.
При зниженні зорової здібності людини виникають такі хвороби як близорукість, катаракта та інші.
Також недопустиме і явище осліплення освітлювальною апаратурою.
Таким чином, не тільки недостатнє але й надмірне яскраве освітлення дуже погано позначається на зоровій функції людини, яка отримує основну інформацію від навколишнього середовища через очі.
Освітлення виробничих приміщень може бути природнім, штучним і інтегральним (водночас природнім і штучним).
Природне освітлення передбачається для тих приміщень. В яких постійно перебувають люди. Природне або денне світло створюється сонячним світлом і дифузійним світлом небосхилу.
Природне освітлення не постійне в часі, воно динамічне і змінюється протягом року, дня, досягаючи максимум в липні в полудень і мінімуму в кінці дня в грудні. Яскравість точок небосхилу змінюється в значних межах залежно від положення сонця на небосхилі, ступеню і характеру хмарності, прозорості атмосфери та інших причин.
Штучне освітлення відіграє значну роль в житті сучасної людини. Воно дозволяє «продовжити день» і використати темні години доби для відпочинку чи праці.
До найрозповсюдженіших джерел світлі належать лампи розжарювання - нормальні (з колбами з кольорового скла), дзеркальні та прожекторні.
Недоліком цих ламп є те, що в спектрі їх випромінювання домінує видиме випромінювання в жовтих і червоних частинах спектру і недостатньо синього і фіолетового випромінювання. Тому склад випромінювання ламп розжарювання істотно відрізняється від денного світла, що змінює кольорову передачу, яка не дозволяє ефективно використовувати їх для освітлення робіт пов’язаних з необхідністю точного розпізнавання кольорів.
Ці недоліки ламп розжарювання привели до пошуків нових джерел світла. Рішення цього питання було знайдено шляхом використання явища люмінесценції. Відкриття і виробництво люмінесцентичних ламп розширило можливості використання світла в житті людини.
Основним нормативним документом , що визначає вимоги до проектування освітлення , є Ніл 11-4-79 «Природне і штучне освітлення. Норми проектування», а для проектування освітлення території будівництва – ДЕСТ 12.1.046-85 «Будівництво. Норми освітлення будівельних майданчиків».
На практиці використовують такі системи штучного освітлення: загальне, місцеве і комбіноване.
Загальне штучне освітлення проектується так, щоб світло розподілялось по всьому освітлювальному просторі. Його проектують на всю площу приміщення при виконанні робіт невисокої точності.
Місцеве освітлення проектується для створення необхідного освітлення тільки в зоні виконання робіт, що має незначну площину. Для місцевого освітлення використовуються стаціонарні чи переносні світильники, конструкція кріплення яких має шарнірно-фіксуючі елементи, що дозволяє вибрати найраціональніше їх положення.
Але застосування виключно місцевого освітлення може викликати контраст між яскраво освітленою поверхнею і недостатньо освітленим предметами. Воно шкідливо позначається на здоровій функції робітника і може бути причиною нещасного випадку. Тому в виробничих умовах найчастіше використовують комбіноване освітлення – це загальне освітлення в поєднанні з місцевим. Комбіноване освітлення проектується там, де проводяться роботи високої точності, де виникає необхідність спрямувати світловий потік безпосередньо на робочу поверхню, коли характер робіт вимагає напруження зору, якщо загальне освітлення створює різко падаючі тіні, коли необхідно освітлювати вертикальні і нахилені поверхні, а також там де невисока щільність робочих місць.
У будівельній промисловості, а безпосередньо в підприємствах дробильної переробки матеріалів важливим чинником, який впливає на стан здоров’я людини і охорону праці є шум і вібрація.
Людина живе в світі різноманітних звуків, деякі з яких викликають позитивні емоції, а інші чинять протилежну дію.
Джерелом шуму є стаціонарні машини і механізми, що використовуються в ремонтних майстернях, при виготовленні бетонної суміші, особливо при роботі камнеподрібнювачів.
Отже шум є супутником технічного прогресу, в результаті якого людина опинилась в несприятливому акустичному оточенні і не лише на виробництві, а й на вулиці, і вдома. З розвитком промисловості і механізацією технологічних процесів шум набуває соціального значення.
Стандартного визначення поняття шуму немає. Під шумом ми розуміємо несприятливе поєднання різних за частотою і силою звуків, які впливають на організм людини і заважають їй відпочивати і працювати.
Залежно від рівня звукового тиску, частоти часових характеристик і деяких інших чинників, в тому числі індивідуальних особливостей людини, шум може справляти на людину негативну дію.
Донедавна гігієністи вважали, що шум викликає у людини специфічне пошкодження органу слуху. Лікарі гадали, що з віком у людини гострота слуху зменшується сама по собі, тому вплив шуму на гостроту слуху не є вже такими страшними захворюваннями. Однак проведені дослідження змінили існуючу точку зору. Було встановлено, що вік не впливає на гостроту слуху, і лише несприятливе акустичне середовище може призвести до розвитку професійної глухоти.
Зміна слухової функції може мати різні стадії - короткочасне і стійке зниження гостроти слуху. Короткочасне зниження гостроти слуху вказує адаптаційно-пристосувальну реакцію органу слуху на дію шуму. Адаптація до шуму виникає тоді, коли гострота слуху тимчасово зменшується на 10-15 діб, а після припинення дії шуму слух поновлюється протягом 3 хвилин.
Таким чином, інтенсивний шум при щоденній дії призводить до виникнення професійного захворювання – туговухості (невріт слухового нерва). Основним симптомом його є поступова втрата слуху обох вух, в першу чергу в ділянці високих частот, а пізніше на більш низьких частотах.
Шум чинить несприятливу дію на нервову і серцево-судинну системи, а також може чинити подразливу дію і викликати головний біль. Отже, шум є загально біологічним подразником. Більш ранні порушення виникають в нервовій системі, а зміна слуху розвивається значно пізніше. Куди буде спрямована дія шуму через центральну систему, сказати важко, але безперечно, що на ті внутрішні органи, які тою чи іншою мірою чимось вже послаблені.
Звукові коливання людина сприймає не лише вухом, а й через кістки черепа (так звана кісткова провідність). При невисоких рівнях шуму кісткова провідність невелика, а при високих вона значно підвищується і посилює шкідливу дію на людину.
У осіб, на яких діяв шум, спостерігається зміна секреторної і моторної функції шлунково-кишкового тракту, порушення обмінних процесів (основного, вітамінного, вуглеводного, білкового, жирового, сольового).
На фоні шуму прискорюється процес втоми, послаблюється увага і уповільнюються психічні реакції, внаслідок чого сильний шум за умов виробництва може сприяти виникненню травматизму.
Нормування шуму ведеться в двох напрямках: гігієнічне і нормування шумових характеристик машин.
У галузі гігієнічного нормування в 1956р. встановлено норми по обмеженню шуму. Діючі зараз норми шуму на робочих місцях регламентуються ДЕСТ 12.1.003-83 «ССБП. Шум. Загальні вимоги безпеки.»
Захист від шуму акустичними засобами – це звукопоглинання і звукоізоляція.
У виробничих приміщеннях рівень шуму значно підвищується внаслідок відбиття його від будівельних конструкцій і обладнання. Для зменшення частки відбитого звуку застосовують спеціальну акустичну обробку приміщення. Вона полягає в тому, що внутрішні поверхні облицьовуються звукопоглинаючими матеріалами.
Зменшення шуму методом звукопоглинання базується на перетворенні енергії звукових коливань часток повітря на теплоту за рахунок втрат на тертя в порах звукопоглинаючого матеріалу. Чим більше звукової енергії поглинається, тим менше її відбивається назад у приміщення.
Звукоізоляція є одним з найефективніших і розповсюджених методів зниження виробничого шуму на шляху його поширення. Метод базується на відбиті звукової хвилі, що падає на звукоізоляційну перегородку, огорожу, тощо. Звукова енергія, попадає на таку звукоізоляційну перегородку, частково відбивається від неї, а частково проникає крізь неї. Ефективним звукоізоляційними матеріалами є метали, бетон, дерево, щільні пластмаси і т.ін.
Шум значно зменшується тоді, коли на шляху його поширення встановити екран. Метод екранування використовують тоді, коли інші методи малоефективні чи їх неможливо використати з техніко-економічної точки зору. Екран є деякою перешкодою на шляху поширення поширення повітряного шуму, за котрим виникає звукова тінь. Найбільш розповсюдженим матеріалом для виготовлення екранів є стальні чи алюмінієві листи товщиною 1…3мм, вкриті з боку джерела шуму звукопоглинаючим матеріалом. Акустична ефективність екрану залежить від його форми, розмірів, розміщення відносно джерела шуму і робочого місця.
Організаційно-технічні заходи щодо боротьби з шумом полягають у впровадженні нових мало шумних технологічних процесів, обладнанні шумових машин засобами дистанційного управління і автоматичного контролю, використанню раціональних режимів праці і відпочинку тощо.
Якщо методами колективного захисту не можна зменшити шум до допустимих меж, вдаються до засобів індивідуального захисту, які дозволяють знизити рівень шуму на 10…45дБ, причому найбільше гасяться з їх допомогою шуми в області високих частот, які є найнебезпечнішими для людини.
В житті людини повсякденно зустрічається вібрація і вважається, що про неї повинно бути відомо все. Але над вирішенням проблеми, пов’язаної з вібрацією, працюють десятки тисяч вчених-теоретиків, експериментаторів, винахідників.
Зараз в різноманітних технологічних процесах використовуються безударні й ударні вібраційні машини. Історія вібраційної техніки не дуже довго, це молода техніка. Більшість типів обладнання розроблено в останні десятиріччя.
Вібрація використовується в цілому ряді технологічних процесів: при віброущільненні, формуванні, пресуванні, вібраційному бурінні, рихленні, різанні гірничих порід і грунту, вібротранспорті тощо. Вібрацією супроводжується робота самохідних і стаціонарних механізмів і агрегатів, в основу яких покладена поворотно-поступальна дія.
Щорічно витрачаються великі кошти на обладнання робочих місць спеціальними пристроями, однак існує необхідність вдосконалення засобів захисту від вібрації.
Вібрація – це коливальні процеси, що відбуваються в механічних системах, найпростіша форма вібрації, гармонічно або синусоїдально.
Відчуття вібрації виникає при дотику людини до предметів, що коливаються під дією відповідної сили. При вібрації виникають хвильові рухи з поперемінним списуванням або розтягуванням тканин людини чи частин тіла. Людина краще переносить горизонтальні коливання, аніж вертикальні, що спрямовані вздовж осі тіла.
Порогове відчуття вібрації виникає тоді, коли прискорення її дорівнює 1% нормального прискорення сил земного тяжіння. Хворобливе відчуття від вібрації виникає при прискореннях, що складають уже 5Х від прискорення вільного падіння, тобто 0,5 м/с.
Залежно від способу передачі вібрації бувають місцеві (локальні), що передаються через рухи людини, і загальні, що передаються на тіло людини, яка сидить чи стоїть, через опорні поверхні тіла. В реальних умовах часто має місце поєднання цих вібрацій. Це розподілення вібрації є умовним.
Причиною виникнення вібрації може стати нерівномірний знос деталей, незрівноваження, незбігання центру ваги тіла і осі обертання, деформування деталей від нерівномірного нагріву, а також незадовільний стан сполучних муфт, підшипників, випадання роликів, поломка обойми та ін.
Сила впливу вібрації, ступінь і характер її дії на організм людини залежить від кількості поглинутої енергії, найбільш адекватним виразом якої є віброшвидкість. Кількість поглинутої енергії залежить від площини контакту, часу її дії та інтенсивності вібрації, а також частотного спектру.
Під впливом вібрації низької частоти вібраційна хвороба виникає через 8-10років, а під впливом високочастотної – менш як через 5років.
Дія вібрації на організм людини аналогічно багатократно повтореному струсу мозку. Вібрація викликає в організмі людини реакцію, яка є причиною функціонального розладу різних органів. Тіло людини можна розглядати як сполучення мас з пружними елементами.
Під дією загальної вібрації виникають розлади нервової системи, спазми коронарних, церебральних і периферичних судин. Внаслідок дії такої вібрації на центральну нервову систему може розвинутися церебральна форма вібраційної хвороби, що зустрічається найчастіше.
Загальні вібрації негативно впливають на статеву сферу. У чоловіків часто спостерігається імпотенція, а у жінок – порушення менструальної функції і запальні захворювання жіночої статевої сфери.
Основним нормативним документом у галузі вібрації є ДЕСТ 12.1.012-78 «ССБП. Вібрація. Загальні вимоги безпеки», в якому наведено гранично допустимі значення вібрації при роботі з вібруючим обладнанням.
Методи вітрозахисту за організаційними ознаками поділяються на колективні та індивідуальні. Колективні методи захисту здійснюються двома способами: 1 – послаблення вібрації в джерелі її виникнення; 2 – зменшення параметрів вібрації на шляхах її розповсюдження від джерела збудження вібрації.
Зниження вібрації машин, полягає, в основному, в зменшені динамічних процесів, що спричиняються ударами, різкими прискореннями тощо. Усунення дисбалансу обертаючих мас досягається ретельною балансировкою. Крім того, застосовується також вібропоглинання, вібродемфування, віброізоляція, віброгасіння.
Вібропоглинання і демпфування вібруючих машин та окремих їх частин здійснюється за рахунок збільшення втрат енергії в системах, що досягається перетворенням механічної коливальної енергії в інші види, такі як енергія електромагнітного поля, енергія струмів Фуко, та ін.
Віброізоляція – єдиний засіб зменшення вібрації, що передається на руки від ручного механічного інструменту.
Віброгасіння досягається збільшенням маси агрегату чи підвищенням його жорсткості. Збільшення маси найчастіше досягається шляхом установки агрегатів на самостійні фундаменти чи масивні плити між основою і агрегатом. Фундамент добирають відповідно до маси агрегату, його розраховують так, щоб амплітуда коливань підошви фундаменту не перевищувала 0,1…0,2мм, а для особливо відповідальних випадків 0,005мм. Для того, щоб коливання не передавались на грунт, навколо фундаменту створюють розриви, так звані акустичні шви без заповнення або з заповнювачем жорстко кріпити агрегати до огороджуючих конструкцій будівлі забороняється.
Правильна організація праці також може служити профілактичним заходом проти віброзахворювання. Неабияке значення мають раціональні режими праці та відпочинку. Рекомендується, щоб загальний час контакту з вібруючими машинами, вібрація яких відповідає допустимим рівням, не перевищував 2/3 тривалості робочого дня, включаючи перерви на 15…20 хвилин. Оскільки дія вібрації ускладнюється при охолодженні, температура повітря у виробничих приміщеннях не повинна бути нижчою за 16С при вологості 40…60% і швидкості руху повітря не більш як 0,8м/с. Якщо не можна створити такі умови праці, треба передбачити спеціальне приміщення для зігрівання.
Багаторазові дослідження гігієністів показали, що шум сприяє вкрай несприятливі дії на організм людини, на його нервову і серцево-судинні системи. При цьому знижується продуктивність праці. Таким чином, проблема боротьби із шумом має як соціальноло-гігієнічне, так і техніко-економічне значення.
Для захисту від шуму обслуговуючого персоналу на виробничих ділянках з шумними технологічними процесами встановлюють кабіни спостереження і дистанційного керування.
Вимагаюча від огороджень їх звукоізолююча здатність (в дБ) залежить від рівня шуму, що створюється обладнанням в шумовому приміщенні, і від нормативного рівня шуму, який повинен бути забезпечений в захисному приміщенні. Методика її визначення для одного часного випадку приведена нижче.
Визначимо товщину цегляної перегородки, що відділяє конструкторське бюро від виробничого приміщення. В цьому приміщенні створюється шум характеристика якого приведена нижче [7, ст.351, табл.21].
VI
.
Заключення
Процес подрібнення присутній в багатьох галузях народного господарства, і кожна галузь накладає свою специфіку на самі процеси і на конструкції дробарок, що використовуються.
В даному випадку, при розробці дипломного проекту, вихідною сировиною є гірська маса, що містить різні по міцності компоненти. В результаті переробки цієї маси потрібно виділити складові міцності, що досягається застосуванням так називаючого «вибіркового подрібнення». При такому подрібненні дробарка налагоджена таким чином, що більш інтенсивно руйнуються слабші складові, а міцніші руйнуються не значно, або не руйнуються зовсім.
Тема дипломного проекту освітлює питання конструкції, роботи, експлуатації, охорони праці і техніки безпеки щокових дробарок.
Щокові дробарки – це дробарки, в яких матеріал подрібнюється роздушуванням, розколюванням і частковим стиранням в просторі між двома щоками при їх періодичному зближенні.
Ці дробарки застосовуються для крупного і середнього подрібнення в багатьох галузях народного господарства, в основному в гірничо-вугільній промисловості будівельних матеріалів.
Характер руху рухомої щоки залежить від кінематичних особливостей механізму щокових дробарок. З час застосування цих дробарок для переробки різних матеріалів було запропоновано і здійснено велику кількість різних кінематичних механізму дробарок.
Детальний аналіз кінематичних особливостей механізму щокових дробарок дозволив поділити їх на дві групи, а кожну із груп на підгрупи.
Щокова дробарка, яка розглянута в дипломному проекті відноситься до дробарок другої групи, в яких кривотип і рухома щока утворюють єдину кінематичну пару. В цьому випадку траєкторії руху точок рухомої щоки являють собою замкнуті криві, частіше всього еліпси. Дробарки з такою кінематикою називаються щоковими дробарками із складним рухом рухомої щоки.
Модернізуючи дробарку другої групи ми разом з цим увійшли в третю підгрупу цієї групи, що містить кінематичні схеми машин, в яких робиться спроба зберегти простоту і компактність, зменшити вертикальну складову ходу, тобто звести до мінімуму основний недолік дробарок із складним рухом, зменшити інтенсивне зношення матеріалу в камері подрібнення і тим самим суттєво підвищити термін служби дробильних плит. В дробарках, сконструйованих по схемах даної підгрупи, при достатніх ходах стиску взаємне переміщення дробильних плит по вертикалі практично відсутня.
Багаторічна практика створення і експлуатації щокових дробарок показує, що при оцінці вдосконалення щокової дробарки і її якості простота кінематичної схеми і конструкції повинна особливо прийматися до уваги. Таке ускладнення схеми, як воно привабливо не виглядає на перший погляд, приводить до ускладнення конструкцій, подорожчанні експлуатації і в кінцевому результаті до відмови від даної схеми.
Виконуючи дипломний проект ми висвітлили питання огляду існуючих конструкцій машини, провели розрахунки основних параметрів щокових дробарок, навантажень в основних елементах та розрахунки основних елементів конструкції. Приділили належну увагу експлуатації дробарок із складним рухом рухомих щок, а також питанням техніки безпеки і охорони праці. На закінчення дипломного проекту провели техніко-економічне обґрунтування модернізації дробарки де прийшли до висновку, що по багатьох показникам модернізована дробарка краща. Збільшилась її продуктивність, питома енергоємність та металоємність зменшились, зменшились і питомі капіталовкладення.
Література
1. Механічне устаткування підприємств будівельних виробів: Підручник / В.Й. Сівко – К.: ІСДО, 1994. – 359с.
2. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкцій: Ученик для строительных вузов. / В.А. Батман, Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартинов. – 2-ге узд., перераб. – М.: Машиностроение, 1981. – 324с., ил.
3. Дорожник машини: В 2-х частях Ч. ІІ. Машины для устройства дорожных покритий. Ученик для вузов по специальности «Строительные и дорожные машины и оборудование» / К.А. Артемьев, Т.В. Алексеева, В.Г. Белокрылов и др.. – М.: Машиностроение, 1982.- 396с.,ил.
4. Охорона праці: Навчальний посібник /Л.М.Ярошевська. п.М. Дубінський, Н.М. Прокопчук.-К.:ІСДО, 1993.-312с.
5. Механическое оборудование заводов сбороного железобетона. Расчетно-практические упражнения и курсовое проектирование. Пре. с укр.. / М.К.Морозов.- К.: «Вища школа», Голов. Узд-во. 1982.-96с
Название реферата: Техніко-економічне обґрунтування модернізації щокової дробарки
| Слов: | 12784 |
| Символов: | 107209 |
| Размер: | 209.39 Кб. |
Вам также могут понравиться эти работы:
- Технологiя пiдготовки питноi води з пiдземних джерел
- Технологии заготовки, сборки и сварки гнезда для отливки шпал на Могилевском автозаводе
- Технологии извлечения вольфрама
- Технологии изготовления стальных труб
- Технологии конструкционных материалов
- Технологии обработки древесины и методология ее изучения
- Технологии проводного и жгутового монтажа