Дипломная работа: Проектирование участка по восстановлению посадочных отверстий блок-картеров

Вывод: поскольку динамические напряжения отсутствуют, такие напряжения допустимы.

Определим усилие вращения штурвала на каждую руку, если вращать двумя руками.

                                                                              (5.6)

 , Н                                                                            (5.7)

где    Д – диаметр штурвала, м

Выполним уточненный расчет по формулам для неприработанной и приработанной пяты [6]:

Момент крутящий определяем по формулам

а) для новой пяты:

                                                                 (5.8)

где     - коэффициент трения подпятника

r1, r2 – радиус опорной поверхности от оси вала.

Момент при уточненном расчете несущественно отличается от приближенного.

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве

6.1.2 Анализ условий труда на проектируемом участке

В ремонтно-восстановительном производстве важнейшее условие техники безопасности устранение причин, порождающих производственный травматизм и тормозящий рост производительности труда. Это достигается комплексом мер, направленных на изучение причин производственного травматизма, технологии производственных процессов.

Обязательное условие для ликвидации этих и других недостатков – повышение знаний работающими техники безопасности, внедрения системы безопасных методов труда, соблюдение норм пожаро и электробезопасности, строгое соблюдение промсанитарии производственно-технологических процессов указанных в законодательстве об охране труда.

Для восстановления блок-картера дизельного двигателя в данном дипломном проекте используется оборудование являющееся источником повышенных опасностей, способных привести к травмам и расстройству здоровья.

В таблице 6.1 представлены вредные и опасные факторы, которые могут возникнуть в проектируемом участке.

Таблица 6.1 – анализ вредных и опасных факторов.

Участок	Параметры
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Участок напыления	–	+	+	+	+	+	–	–	–	+	+

“+” данный фактор может присутствовать на участке;

“–”данный фактор отсутствует на участке.

Факторы:

1 – электрооборудования;

2 – повышенная температура;

3 – вибрация;

4 – шум;

5 – запыленность и загазованность;

6 – открытый огонь;

7 – плохая освещенность;

8 – повышенная влажность;

9 – токсичность;

10 – механические поломки;

11 – вращающиеся части и элементы станков.

6.1.3 Классификация и присвоение категории проектируемому участку

По ГОСТ 12.1.005–88 работы по предполагаемому технологическому процессу относятся к работам средней категории II–б. Для этой категории оптимальными являются следующие метеорологические условия:

– температура воздуха 15-210С;

– относительная влажность ≤ 75%;

– скорость движения воздуха ≤ 0,4 м/с;

Эти условия обеспечивают нормальный тепловой баланс человеческого организма. Температура воздуха вне постоянных рабочих мест должна находиться в пределах 13-240С. В общем случае температура в производственных помещениях, где температура может быть не более 30С выше средней температуры наружного воздуха самого жаркого для месяца (≤280С).

По требованиям к молниезащите производственный корпус №2 относится ко II категории. Молниезащита II категории обеспечивает защиту от прямого удара молнии, от заноса высоких потенциалов через наземные и подземные коммуникации, а также от электрической и электромагнитной индукции.

Помещение участка по опасности поражения электрическим током относится ко второму классу, в цехе существует наличие токопроводящей пыли, высокой температуры воздуха в отдельных местах цеха, возможность одновременного прикосновения к металлическим частям электрооборудования с одной стороны и к соединенным с землей неметаллоконструкций с другой.

Предприятие ОАО “БАРЗ-2” относится к IV классу по санитарной классификации. Ширина защитной зоны вокруг предприятия IV-300 составляет V-100м. Данная защитная зона защищает близлежащее жилье застройки от вредных и неприятно-пахнущих веществ, повышенного уровня шума.

Производственный корпус и расположенный в нем участок по восстановлению посадочных отверстий блок-картера соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям к помещениям и производственным зданиям.

Участок по восстановлению блок-картера находится внутри производственного корпуса №2, который по технической документации строительства относится к категории “В” по системе пожароопасности к 1й степени, по системе огнестойкости здания (материал пола, постройки и перекрытий-железобетон являются огнестойким).

6.1.4 Мероприятия по улучшению охраны труда и разработка комплексных решений

Для предупреждения случаев производственного травматизма и соблюдения техники безопасности предусматриваются следующие мероприятия.

При механической обработке посадочных отверстий блок-картера используются автоматическое режимы работы станков. При этом режиме участие рабочего в прочесе обработке сводится к минимуму, т.е. сокращается время непосредственного контакта человека с оборудованием. Дополнительно к этому, пристособления для расточки сконструированы так, что все вращающиеся части оборудования имеют защитные ограничения исключающие контакт с ними частей тела человека, предохраняющие от отлетающей стружки, брызг расплавленного металла и др. Дополнительными средствами защиты являются защитные очки и спецодежда. Ограждения также могут обеспечить некоторую защиту в случае поломки инструмента.

Приспособление для расточки сконструировано так, что практически исключена возможность вырыва оправки или смещения детали с места обработки.

Правильный обор инструмента и соответствие ему назначенных режимов резания, а также своевременная замена инструмента по мере износа снижают вероятность его поломки.

Расчет режимов напыления и наплавки, подбор ремонтного оборудования приведен в технологической части дипломного проекта.

При работе оборудования возникают механические колебания, являющиеся источником повышенного шума. Сильный шум создается в процессе напыления при полете порошка со сверхзвуковой скоростью. Вибрация и шум воздействуют на органы чувств человека и в случае превышения определенного уровня могут вызвать повышенную утомляемость человека и способствовать расстройству здоровья.

С целью уменьшения вибрации, станки устанавливаются на фундамент с применением виброгасящих прокладок. Для исключения воздействия шума применяют специальные противошумные наушники.

При осуществлении предложенного технологического процесса происходит выделение вредных газов и пыли. К ним относятся: отдельные компоненты сгоревших газов, которые могут попасть в дыхателдьные пути человека; возникновение вредной пыли при проведении дробеструйной обработки и при работе точильного аппарата; в связи с этим предусматривается принудительная вентиляция.

Возможность получения травм при транспортировке грузов предполагается главным образом значительной массой ремонтируемых деталей и отказов систем электроподъемного механизма, поэтому необходимо исключить нахождение в любой зоне его работы. С учетом массы ремонтируемых деталей был установлен в участок электротельфер для подъемных и установочных работ.

Важным источником потенциальных производственных опасностей является электрооборудование, воздействие которого может нанести ущерб здоровью человека (вплоть до летального исхода) и сооружениям (в случае возникновения пожара). Средствами защиты служат: изоляция токоведущих частей; применение плавких вставок, размыкающих цепь в случае превышения определенного значения тока; заземление оборудования для снижения силы тока, проходящего через тело человека до безопасной величины.

Требования к технике безопасности при проведении дробеструйной обработки:

1. Запрещается загрузка, разгрузка и установка на оборудование деталей более 60 кг без применения ПТМ.

2. Запрещается применять нетиповую оснастку при металлизационных работах и дробеструйной обработки деталей.

3. При проведении дробеструйной обработки необходимо соблюдать все типовые правила безопасности.

4. Смена и установка деталей в дробеструйную камеру, регулировка и настройка режимов работы и т.п. разрешается только при выключенном общем рубильнике питания.

5. Под ногами у рабочего должны быть деревянная решетка с резиновым ковриком.

6. Все оборудование должно иметь надежное заземление.

7. У рабочего места не разрешается хранение легковоспламеняющихся материалов.

8. Приточно-вытяжная вентиляция должна работать надежно.

9. Изоляция токоведущих проводов должна быть надежна.

10. Все оборудование должно эксплуатироваться под наблюдением ответственных лиц, имеющих необходимую техническую и практическую подготовку в области сварочного и металлорежущего дела.

11. Оператор-дробеструйщик должен работать в брезентовом костюме, головном уборе, очках и противошумных наушниках.

6.1.5 Расчет вентиляции на проектируемом участке.

Вентиляционные устройства в помещениях ремонтных мастерских и участках предназначены для улучшения условий труда, уменьшение запыленности и задымленности воздуха, повышения сохранности оборудования. Для расчета вентиляции участка необходимо знать кратность воздухообмена в час и объем помещения. Нормативные данные кратности обмена воздуха берем из справочника.

Объем помещения определяется по следующей формуле [13]:

Vn = Fn · h , м3                                                                       (6.1)

где    Fn – площадь участка, м2

h – высота помещения, м

Vn = 36 · 6 = 216 м3

Зная объем помещения участка и норму обмена воздуха в час, можно определить потребную производительность вентилятора:

Wв = Vn · Кв , м3/ч                                                                          (6.2)

где    Кв кратность обмена воздуха в час, Кв = 4

Wв = 216 · 4 = 864 м3/ч

При расчете вентиляции необходимо учесть потери напора воздуха на прямых участках труб.

, Па                                                         (6.3)

где  - коэффициент, учитывающий сопротивления труб (для железных )

 - средняя скорость воздуха на рассчитываемом участке сети, м/с (для прилегающих участков к вентилятору 8…12 м/с, удаленных 1…4м/с)

 - длина трубы, м

 - принятый диаметр трубы на участке, м

Па

Местные потери в переходах, коленах, определяем:

, Па                                                            (6.4)

где     - коэффициент местных потерь напора (одно колено при угле перегиба , )

 Па

Определяем суммарные потери напора на участке вентиляции:

, Па                                                                           (6.5)

Па

При условии, что суммарные потери напора будут равны напору вентилятора, вентиляция будет осуществляться:

                                                                                (6.6)

где     - максимальный напор вентилятора

Количество оборотов вентилятора

, об/мин                                                                      (6.7)

где    N – номер вентилятора

А – безразмерное число

об/мин

Мощность двигателя вентилятора определяется по формуле:

, кВт                                                              (6.8)

где     - полное давление вентилятора, Па

 - производительность вентилятора

 - коэффициент полезного действия вентилятора 0,7…0,8

 - коэффициент полезного действия передачи 0,90…0,95

кВт

Принимаем мощность двигателя 1,5кВт. Принятый вентилятор соответствует всем режимам рабочих условий в участке.

Для запыленного и загазованного воздуха предлагается установить очистительную систему.

Наиболее, для данного типа загрязнений воздуха (абразивная и металлическая пыль) подходит скруббер Вентури.

Схема скруббера Вентури представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – схема скруббера Вентури

1 – труба-распылитель

2 – проточный каплеуловитель

3 – запыленный воздух

4 – шланг

5 – вода

6 – очищенный воздух

К мерам противопожарной безопасности на участке относятся следующие пункты:

– отопительные приборы должны располагаться на расстоянии 5-8 см от деревянных конструкций, обеспечивающих противопожарную безопасность;

– на случай пожара участок должен быть оснащен средствами пожаротушения к которым относятся противопожарные щиты, укомплектованные лопатами, баграми, ведрами, пенными (ОХП-10) углекислотными (ОУ-2) огнетушителями, ящик с песком;

– СОЖ, масла, растворители, вещества содержащие легковоспламеняющиеся компоненты следует хранить в шкафах, которые установлены на складе в строго установленном месте.

6.1.6 Экологическая безопасность

При проектировании участка по восстановлению блок-картеров на ОАО “БАРЗ-2” необходимо учитывать мероприятия по охране окружающей среды и экологическую безопасность.

В частности в рамках этих мероприятий необходимо до минимума сократить выброс в атмосферу вредных веществ, сопутствующих восстановительному процессу. Для реализации данного условия, в помещении цеха, где располагается участок по восстановлению блок-картеров, необходимо орудовать фильтрами очистки воздуха отправляемого в атмосферу. Придуман вопрос в очищении атмосферы зеленым насаждением, они являются естественными фильтрами.

На участке предусматриваются места для складирования ветоши и обтирочных материалов. Использованные смазочные материалы собираются в специальные емкости, выброс их в канализацию исключается. Использованная при технологическом процессе восстановления блок-картеров вода поступает в цеховой отстойник для очистки от механических примесей и прочих элементов.

При проектировании участка по восстановлению блок-картеров руководствовались принципом нанесения минимального вреда окружающей среде, отходами сопутствующими ремонтному производству.

7. Технико-экономическое обоснование проекта

7.1 Абсолютные технико-экономические показатели проектируемого участка

Стоимость основных производственных фондов определяем по формуле [11]:

, руб.                                 (7.1)

где     - стоимость части здания пригодной для эксплуатации, руб.

Затраты на реконструкцию отдельных элементов здания, руб.

 - стоимость оставшегося оборудования, руб.

 - стоимость недостающего оборудования, руб.

 - стоимость оставшихся приборов и инструментов, руб.

 - стоимость недостающих инструментов, руб.

 тыс.руб.

(по данным таблицы 1.2)

Затраты на реконструкцию зданий включают в себя расходы на недостающее оборудование, расширение площади участка, подвод воды и сжатого воздуха.

Принимаем (5÷10) /100 , руб.

Стоимость недостающего оборудования принимаем по каталогу [11], с учетом поправочных коэффициентов. Общая стоимость всего недостающего оборудования:

 тыс.руб.

При проектировании участка необходимо определить объем дополнительных капитальных вложений, необходимых для внедрения проекта в производство.

Объем дополнительных капитальных вложений можно определить по следующей формуле [11]:

С01 = С0 + y · КВ

∆К = С01 С0                                                                        (7.2)

где    С0, С01 соответственно стоимость основных производственных фондов проектируемого и исходного предприятия, руб.

у – переводной коэффициент, у = 6

КВ – дополнительные капиталовложения, КВ = 27,5

С01 = 19016 + 6 · 27,5 = 19181 тыс.руб.

∆К = 165,0 тыс.руб.

Для определения затрат на проектирование участка по восстановлению блок-картера, необходимо рассчитать годовую смету расходов на проектируемом участке.

Определяем полную заработную плату производственных рабочих [11]:

Спр.п = Спр + Сдоп + Сесн , руб.                                               (7.3)

где    Спр основная заработная плата производственных рабочих, руб.

Сдоп дополнительная заработная плата рабочих на предприятии (20% по данным ОАО БАРЗ-2”)

Сесн – начисления на заработную плату, руб.

Сесн = 26,2%

Спр = Тобщ · Сч · Кt , руб.                                                                (7.4)

где Тобщ общая (суммарная) трудоемкость на выполнение всего годового объема работ предприятия, чел.ч.

Сч – часовая ставка рабочих, начисленная по среднему разряду

(Сч = 27,8 руб./ч)

Кt – коэффициент, учитывающий доплату за сверхурочные и другие работы (Кt = 1,025…1,030)

Спр = 2850 · 27,8 · 1,030 = 14678 руб.

Сдоп = 0,2 · Спр , руб.                                                            (7.5)

Сдоп = 0,2 · 14678 = 2936 руб.

Сесн = 26,2(Спр + Сдоп)/100, руб.                                           (7.6)

Сесн = 26,2(14678 + 2936)/100 = 4615 руб.

Спр.п = 14678 + 2936 + 4615 = 22229 руб.

Определение общественных расходов

Отчисление на амортизацию оборудования рассчитываем по формуле [11]: Аоб = (10÷13) Соб/100 , руб.                                                 (7.7)

где    Соб стоимость установленного оборудования, руб.

Аоб = 13 · 150100/100 = 19513 руб.

Отчисление на амортизацию приборов и инструментов находим по формуле:

Ап.и = (13÷14) Сп.и/100 , руб.                                                (7.8)

где    Сп.и стоимость приборов и инструментов, руб.

Ап.и = 14 · 15000/100 = 2100 руб.

Затраты на текущий ремонт оборудования рассчитываем по следующей формуле [11]:

Wоб = (3,5÷4) Соб/100 , руб.                                                 (7.9)

Wоб = 4 · 150100/100 = 6004 руб.

Затраты на содержание оборудования и малоценного инвентаря определяем по следующей формуле [12]:

Wс. об = (0,4÷0,5) Соб/100 , руб.                                            (7.10)

Wс. об = 0,5 · 150100/100 = 750 руб.

Wс.м.ин – из расчета 0,52 · 2 = 1,04 руб.

Затраты на электроэнергию производим по следующей формуле:

C · Wг.с = 5737 · 0,80 = 4589 руб.

где    Wг.с = 5737 (см. раздел 4.6.1)

Затраты на пар, потребляемый для производственных целей, отопление и вентиляции.

Годовой расход пара составляет Qг.р.п. = 32м3 (см. раздел 4.6.2).

Стоимость 1м3 пара составляет 65,2 руб. (по данным ОАО “БАРЗ-2”).

СQг.р.п. = 32 · 65,2 = 2086 руб.

Затраты на воду для производственных целей составляют: годовой расход воды 30м3 (по технологическим требованиям восстановления коленчатого вала), стоимость 1м3 воды составляет 3 руб.

СQв = 30 · 3 = 90 руб.

Затраты на вспомогательные материалы находим по формуле [11]:

Wв.м = (0,015÷0,020) · (Ср.м + Сз.ч) , руб.                             (7.11)

Wв.м = 0,020 · (25100 + 0) = 502 руб.

Затраты на сжатый воздух составляют:

СQс.в = 7701 · 2,4 = 17482 руб.

Определим количество затрат на мероприятия по охране труда.

По нормативным данным отводятся 75÷80 рублей на одного производственного рабочего.

Wр.д = 70 · 2 = 140 руб.

Определяем прочие расходы, они составляют 3% от суммы общепроизводственных расходов.

, руб                                                                 (7.12)

 руб.

Определяем себестоимость ремонта изделия (блок-картера) на проектируемом участке по формуле [11]:

Ск.б. = Спр.н + Ср.м + Сон , руб.                                                         (7.13)

где    Спр.н полная заработная плата производственных рабочих, руб.

Ср.м нормативные затраты на ремонтные материалы, руб.

Сон стоимость общепроизводственных накладных расходов, руб.

Ск.б. = 22229 + 25100 + 55020 = 102349 руб.

Себестоимость одного восстановленного блок-картера на проектируемом участке составит:

Ск.б. = 102349/300 = 341 руб.

Себестоимость одного восстановления поверхности под вкладыши блок-картера на предприятии составляет по технологии приваркой стальной ленты – 605 руб.

Определяем годовую экономию (прибыль) от снижения себестоимости по формуле [11]:

Эг = (С1 С2) · Nпр , руб.                                                      (7.14)

где    С1 и С2 соответственно себестоимость ремонта на исходном и

проектируемом варианте, руб.

Nпр – программа восстановления блок-картера на проектируемом

участке, шт.

Эг = (605 341) · 300 = 79200 руб.

Экономическая эффективность дополнительных капитальных вложений к основным производственным фондам, необходимым для расширения производства, внедрения новых технологических процессов определяется по формуле [11]:

Эпл = Эг/∆К                                                                                     (7.15)

где    ∆К – размер дополнительных капитальных вложений, руб.

Эпл = 79200 / 165100 = 0,47

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения проекта участка по восстановлению блок-картера определяем по формуле [11] при условии, что программа ремонтного предприятия не изменяется.

Эг.э. = ∆К Еn · ∆К , руб.                                                     (7.16)

где    Еn = 0,14…0,20 – норматив общей (абсолютной) эффективности

Эг.э. = 79200 165100 · 0,14 = 56086 руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений определяем по следующей формуле [11]:

Ог = ∆К/Эг , лет                                                                    (7.17)

где    ∆К капитальные вложения, руб.

Эг – годовая экономия, руб.

Ог = 165100/56086 = 2,94 лет

Таблица 7.1 Технико-экономические показатели проекта

Показатели	Значения
Программа ремонта, шт. Численность производственного персонала, чел. Капитальные вложения, руб. Себестоимость восстановления 1й единицы блок-картера, руб. Годовая экономия, руб. Годовой экономический эффект, руб. Срок окупаемости, лет	300 2 165100 341 7920 56086 2,94

Выводы и предложения

При анализе технико-экономических показателей предприятия ОАО“БАРЗ-2” было установлено, что себестоимость восстановления блок-картеров возрастает. Это связано с уменьшением программы ремонта, а также с достаточно высокой трудоемкостью технологического процесса восстановления блок-картеров на авторемонтном заводе.

В предложенном проекте участка по восстановлению посадочных отверстий блок-картеров предусматриваются современные установки высокопроизводительного оборудования, которые позволяют улучшить качество ремонта и восстановления посадочных отверстий, а также снизить трудоемкость процесса восстановления блоков.

В частности в конструкторской разработке данного дипломного проекта предложен вариант внедрения в технологический процесс камеры дробеструйной для подготовки поверхности перед напылением посадочных отверстий блок-картеров, что позволит сократить трудоемкость при наплавочных работах и улучшить качество напыляемой поверхности.

Данная разработка обусловлена тем, что на авторемонтном заводе нет эффективного оборудования для восстановления посадочных отверстий методом газопламенного напыления.

Данный дипломный проект был разработан на перспективу с учетом увеличения программы ремонта блок-картеров на ОАО “БАРЗ-2”.

Литература

1. Авдеев М.В. и др. Технология ремонта машин и оборудования – М.: Агропромиздат, 1986 – 247с.

2. Анурьев В.Н. Справочник конструктора машиностроения ТОМ-1 – М.: Машиностроение, 1982

3. Гузенков П.Г. Детали машин – М.: Колос, 1984, - 351с.

4. Дунаев П.Ф., Левиков О.П. Конструирование узлов, деталей машин – М.: Высшая школа, 1985

5. Курчаткин В.В. и др. Надежность и ремонт машин М.: Колос, 2000 – 776с.

6. Кочетов В.Т. Сопротивление материалов Ростов: Издательство Ростовского университета, 1987, – 311с.

7. Ландо С.Я. Ремонт блока-цилиндров электросваркой и эпоксидным клеем – М.: Машиностроение, 1970

8. Левитский В.С. Машиностроительное черчение М.: Высшая школа, 1988, - 351с.

9. Ничипорчик С.Н. Детали машин в примерах Минск: Высшая школа, 1981

10. Новичихина Л.И. Техническое черчение справочное пособие – Минск: Высшая школа, 1983, - 222с.

11. Смелов А.П. и др. Курсовое и дипломное проектирование по ремонту машин – М.: Колос, 1984

12. Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения, - 3-е издание – М.: Агропромиздат, 1987, - 367с.

13. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой – М.: Колос, 1993, - 195с.

14. Усков В.П. Справочник по ремонту базовых деталей двигателей, Брянск, 1998, - 589с.

15. Хасул А.М. Техника напыления – М.: Агропромиздат, 1994, - 283с.

16. Хмелевой и др. Оборудование для ремонта сельскохозяйственной техники: Справочник – М.: Россельхозиздат, 1987, - 288с.

17. Черепанов С.С. Организация специализированного ремонтного предприятия – М.: Колос, 1970

18. Шадревич В.А. Ремонт автомобилей. – М.: Высшая школа, 1976, - 360с.

19. Шкабак В.С. Охрана труда Л.: Агропомиздат, 1990, - 247с.