Как устроен термический цех и смонтирован. Развитие термической обработки. Подбор жалюзийных решеток в воздухозаборном окне

Термический цех

Общая характеристика и назначение цеха.

Термический цех предназначен для выполнения всех видов термической обработки, главным образом крупных, поковок, отливок и сварных металлоконструкций. Термический цех ПО НКМЗ оснащен уникальным оборудованием для выполнения толстостенных плит и др. деталей. Цех имеет один пролет.

Термическое оборудование представлено тремя горизонтальными печами с выдвижным подом (Г1, Г2, Г3) для отжига и нормализации сотпуском, двумя вертикальными газовыми печами (В1 и В2) с масляными и водяными баками и двумя вертикальными электропечами (Э1 и Э2). Размеры рабочего пространства печей термического цеха приведены в следующей таблице:

Рабочая т-ра печей Г1, Г2 и Г3 – 950 °С. Цех оснащен также песочной ямой для выполнения медленного охлаждения поковок после отпуска.

Для выполнения охлаждения заготовок при проведении закалки вблизи печей расположены закалочные баки: один – минеральным маслом, диаметр бака 4,2 м; глубина бака 32,0 м. Бак установлен у печи Э1; другой бак – с водой, диаметр бака 2,7 м; глубина 32,0 м.

Термические печи в термическом цехе уникальны, они предназначены для термообработки длинномерных (длиной до 30 м) деталей, а так же крупномонтажных кованных, литых, сварнокованных и сварнолитых деталей.

Характерной особенностью выполнения режима отжига в термическом цехе является передача поковок на окончательное охлаждение в закрытую песочную яму, что увеличивает производительность печей.

В газовых печах в качестве топлива используется природный газ. В электрических печах тепло создается за счет пропускания электрического тока через мощные нагреватели, уложенных в стенах рабочего пространства.

Для правки изделий после термообработки в цехе имеется гидравлический пресс усилием 3000 тонн.

Большинство изделий после термообработки требуют механических испытаний, для взятия проб в цехе имеется два отрезных станка, на которых отрезаются пробы, которые отправляются в ЦЗЛ (Центральная заводская лаборатория), где производят все испытания.

Из термического оборудования в цехе имеются такие агрегаты, как охладительные колодцы, предназначенные для медленного охлаждения изделий, после термообработки с целью получения минимальных напряжений.

Крановое оборудование в цехе представлено:

– двумя электромостовыми кранами грузоподъемностью 150/75 т, имеется также один мостовой кран грузоподъемностью 50/10 т

Термический цех связан железной дорогой со многими цехами завода. Поезд входит непосредственно в цех.

В термическом цехе НКМЗ широко применяются следующие новые технологические процессы:

1. Ускоренное охлаждение с т-ры нормализации деталей типа осей из стали ЛОХН;

2. Сокращенный режим отжима гребных валов из ст 35;

3. Ступенчатая закалка гребных валов из высоколегированных марок сталей;

4. Закалка в воду гребных валов.

Всего в цехе работает 150 человек, в т.ч. 25 чел. ИТР. Управление цехом осуществляет его начальник. Ему непосредственно подчинены: старший мастер термического цеха, старший мастер участка электрошлаковой сварки и зам начальника цеха по подготовке производства.

Заместителю начальника цеха непосредственно подсчинены производственные участки, а также технико- технологическое бюро: БТР, ПРБ, бухгалтерия, нормировщики, механик и электрик цеха.

Технические службы цеха

Служба ОТК подчинена начальнику ОТК завода и через него функционально – главному инженеру.

Контролеры ОТК подчиняются начальнику секции, они своевременно выявляют брак в цехе и причины его возникновения (как в прочем и БТР), определяют пути и методы его снижения. При проведении режимов термообработки и сварки работники ОТК обязаны следить за точными соблюдением технологии, за правильной отрезкой проб на механические свойства и отрывной пробы в лабораторию для изготовления образцов и испытания механических свойств, поводит измерения твердости на деталях, замер деталей для отправления необходимости правки.

БТР – бюро технологической обработки, его обязанности: разработка технологических операций на основе инструкций и типовых технологических документов на термическую обработку и сварку электрошлаковым способом, прием технологической документации, выписка листов механических испытаний, составление садки с эскизами деталей, ведет учет свойств.

ПРБ – планово-распределительное бюро – планирует и распределяет работу деталям, участкам, отсчитывается за проведение цехом работы за месяц, год. Получает документацию из разных цехов завода: как один, из заготовительных цехов завода, термический цех обслуживает термообработкой все цеха завода. Так, например, из КПЦ №2 в термический поступают горячие поковки после ковки для выполнения изотермического отжига. Из механических цехов №6, 8, 11 и др. поступают заготовки после грубой механической обработки («обдувки»). На окончательную термическую обработку – закалку с отпуском. Из обрубного цеха поступают на отжиг или нормализацию крупные стальные отливки.

Из термического цеха, после проверки соответствия фактических свойств термически обработанных заготовок требуемых по чертежу деталей, заготовки отправляют в механические цеха на окончательную механическую обработку и обрубку.

Механосборочный цех № 11

Краткая характеристика цеха и его оборудования.

Механосборочный цех № 11 – один из последних механосборочных цехов завода введенных в эксплуатацию (год пуска – 1977 г.). Из механических цехов завода – это один из самых крупных.

Назначение цеха: изготовление рудо - размольное оборудования различного назначения, ножниц для резки металла, запчастей к прокатному оборудованию. Основное механообрабатывающее оборудование: зубофрезерные, токарно – карусельные, токарно – винторезные, продольно – фрезерные, продольно – строгальные, поперечно – строгальные, долбежные, кругло – шлифовальные и другие станки.

В цехе имеется 6 пролетов и одна эстокада. Четыре пролета являются механообрабатывающими, два пролета – механосборочными, пролеты 1 –4 выполняют полный цикл металлообработки деталей, 5 – 6 – сборка деталей. Между механообрабатывающими пролетами существует взаимная кооперация.

На первом пролете установлены токарные станки (с высотой центров 200 – 500 мм.), фрезерные станки с универсальным столом, шлифовальные (кругло - , плоско - , внутри – шлифовальные), долбежные, расточные (с диаметром шпинделя до 160мм.) с цифровой индикацией, продольно – строгательные, продольно – фрезерные, карусельные.

На втором пролете имеется большой парк карусельных станков, на которых подвергаются обработке детали высотой до 4000мм. Токарные станки с диаметром шпинделя 160мм, фрезерные сверлильные станки с наибольшим диаметром сверления 100мм, долбежные. По массе обрабатываемых деталей и размеров станки второго пролета более крупные по сравнению со станками первого пролета.

Третий пролет оснащен станками с числовой индикацией (диаметр шпинделя до 160 мм.), продольно – трогательными станками (размеры стола 3200 х 8000мм), и поперечно – трогательными станками. Назначение этого пролета: изготовление корпусных деталей.

Четвертый пролет оснащен семью расточными станками чешского производства (диаметр шпинделя 200 – 250мм), три зарубежных станка - из них две модели «ППЛ – 750Л» и один японской фирмы «МААД» для нарезки зубчатых колес (диаметр до 10000мм). Установлены также продольно – фрезерный станок, карусельные станки для обработки деталей (диаметром до 2000 мм)

На пролете имеется оборудование для обработки зубьев на деталях типа вал – шестерка.

Пятый пролет состоит из двух участков: сборки и механообработки. На сборочном участке установлены стенды для сверления и сборки барабанов мельниц (дробильное и рудо - размольное оборудование). На втором участке установлено два станка и вальцы шлифовальные.

Шестой пролет – сборочный. На нем установлены сборочные стенды и сушильные камеры. На этом пролете производят сборку прокатного оборудования.

Практически в цехе выполняется обработка любых деталей по замкнутому циклу согласно номенклатуры выпускаемых изделий. В цехе успешно разрабатываются и применяются новые прогрессивные технологические процессы формообразования детали, с использованием обработки детали по программе ЧПУ, по кондуктором, по УСП, по подметке. Перемещение деталей по пролетам цеха осуществляется мостовыми кранами. Грузоподъемность крана 20 – 25 тонн. Для перемещения грузов между пролетов применяется электротележки, электрокары, ручные тележки. Цех используется ж/д транспортом и автомобилем для перемещения деталей и готовой продукции по территории завода. Цех кооперируется почти со всеми механическими цехами, КПЦ, ФЛЦ, термическим, ЦМК и др.

Из механического цеха № 11 детали идут в другие цеха для нарезания зубьев мелких модулей и хромирования. Для термообработки детали отправляют в термический цех.

Структурные схемы управления механическим цехом.

Службы и подразделения цеха:

В цехе функционирует следующие технологические и технические службы:

БТР (бюро технологических разработок) выполняет работы по технической подготовке производства, внедряет новые технологические процессы, вносит изменения в заводские технологии, согласовывает их с отделом главного технолога, производит техническое обучение рабочих и переподготовку кадров в соответствии с периодичностью и в согласовании с отделом технического обучения;

ПДБ (планово – диспетчерское бюро) составляет графики загрузки оборудования, участвует в подготовке сменно – суточных заданий;

ПЭБ (планово – экономическое бюро) выполняет техника – экономическое планирование, проводит расчет заработной платы и начисления на нее.

Бухгалтерия – организует счет по всем статьям прихода и ухода материала и сырья, составляет ведомости, ведет картотеку, контролирует правильное заполнение документов, связанных с расходованием материальных ценностей и оплаты труда;

Служба энергетика цеха – обеспечивает работоспособность и техническую исправность энергетического оборудования, осуществляет контроль за правильным и рациональным использованием электроэнергии;

Инструментальное хозяйство (ИХО) обеспечивает производственные участки приспособлениями, инструментом (режущим и мерительным), производит ремонт инструмента на изготавливаемые заказы и нестандартные инструменты;

Службы механика – обеспечивает исправность механического оборудования, содержание здания цеха в рабочем состоянии, осуществляет ремонт кровли цеха, обеспечивает очистку фонарей;

Производственные участки выполняют все работы, направленные на качественное изготовление продукции в соответствии с установленными плановыми заданиями и графиками.

Центральная заводская лаборатория

Общая характеристика подразделения

ЦЗЛ – научно-исследовательское структурное подразделение завода. Функционально подчинено главному металлургу. Как подразделение она входит в состав отдела главного металлурга. Назначение ЦЗЛ: проведение научно-исследовательских работ преимущественно металлургической отрасли, внедрение в заготовительное производство новых технологических процессов, новых марок сталей и эффективных видов оборудований. Выполняет также контролирующие функции по оценке качества выпускаемой продукции. Установление причин возникающего брака в ходе текущего производства, а также и у заказчиков.

ЦЗЛ – расположена в отдельном здании. Штат лаборатории 300 сотрудников преимущественно инженеров – исследователей, лаборантов, вспомогательных рабочих. В состав ЦЗЛ входят следующие подразделения: лаборатория механических испытаний, лаборатория технической обработки, металлографическая лаборатория, лаборатория спектрального анализа, валковая лаборатория, кузнечно-прессовая лаборатория, литейная лаборатория, лаборатория электрошлакового переплава (ЭШП), лаборатория ультразвука и рентгенно-гамма дефектоскопия, производственная фаза.

ЦЗЛ управляется начальником лаборатории у которого два заместителя: один – по научно-исследовательской работе, другой – по контролю. Каждое подразделение возглавляется начальником этой лаборатории.

Лаборатория механических испытаний

Выполняет контрольные функции путем испытания металлопродукции на растяжение, сжатие, изгиб, твердость, ударную вязкость, определяет также качество пружин. Лаборатория оборудована тремя гидравлическими универсальными испытательными машинами с максимальным усилием: две машины по 50 тонн и одна 50 тонн, двумя машинами, соответственно 150 и 250 тонн. Машины позволяют проводить испытания специальных образцов на растяжение и записывают диаграмму растяжения, а также на холодный загиб: одна машина снабжена трубчатой электронагревательной печью, что позволяет проводить кратковременные испытания при высоких т-рах. В лаборатории установлено два маятниковых копра марки МК30 для испытания стандартных образцов на ударный изгиб, в том числе и при т-рах 180 °С. В лаборатории представлена большая номенклатура твердомеров для испытания металлов по Роквеллу, Бринеллю, Винкерсу. Имеется ряд переносных приборов. Все испытания выполняются по государственным стандартам.

Химико-спектральная лаборатория

Выполняют работы по определению содержания в металлах всех основных элементов (С, М, Mn, P, C, Mo, Ti), причем определение выполняется как по ходу плавки в печах мартеновского цеха, так и хим. состава, поступающего на завод металла. Лаборатория полностью отказалась от хим. методов определения хим. составов с применением хим. реактивов. Сейчас исп. спектральный метод с применением спектрометров типа PECTPOIAB. Спектральному анализу (по ходу плавки) подвергаются специальные пробы-образцы диаметром 25 мм и высотой 15 мм. Из мартеновского цеха образцы поступают по спецтрубам: под давлением (пневмопочта). Каждый поступающий образец имеет маркировку, включающую номер плавки, номер печи, марку стали и время отправки по спецпрограмме вычислительной машины результаты программ вычислительной машины, результаты анализа передаются по телетайпу в мартеновский цех, и поступает мастеру сталеплавильной печи. Длительность анализа 6-7 минут. Это позволяет мастеру плавильной печи корректировать состав выплавляемой стали по ходу плавки. Для определения содержания в металле газов (C, H, O) в лаборатории используются газоанализаторы.

Рентгено-гамма-ультразвуковая лаборатория

В основном выполняют контролирующие функции: определяют наличие в заготовках дефектов, нарушающих сплошность (трещин, пор, раковин, неметаллических включений) при этом используются неразрушающие методы, применяется ультразвуковая дефектоскопия (УЗК), просвечивание рентгеновскими и гамма-лучами, магнитная дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет обнаружить расположение внутренних дефектов в различных преимущество больших сечениях несложной формы.

В лаборатории НКМЗ применяется импульсный метод отражения УЗК, применятся специальные приборы, типа 86-ИМ-3, В4-7Ц. УЗК облучаются при помощи пызоэлектрической кварцевой пластины (вибратор), преобразующий электрические колебания, возбуждаемые переменным напряжением высокой частоты, в упруги колебания той же частоты. УЗК, направлены в контролируемую деталь через специальный датчик, встретившие на своем пути в детали дефект, отражаются от него пов-ти и на электролучевой трубке можно наблюдать контуры дефекта.

Метод магнитной дефектности основан на том, что в намагниченном изделии магнитный поток встречает препятствия с малой магнитной проницаемостью (трещины, неметаллические включения) рассеиваются и, если препятствия расположены не глубоко, то на поверхности изделия вместо выхода силовых линий создается магнитная поляризация, которая обнаруживается магнитными индикаторами. В лаборатории НКМЗ используются магнитные дефектоскопы МД7 и МД8.

Рентгеновская и гамма-дефектоскопия

Рентгеновские лучи для дефектоскопирования пропускают через просвечиваемый объект и направляют на фотопленку (фотографическая дефектоскопия). Лучи, ослабившиеся в объекте вызывают соответственно почернение в фотопленке или свечение экрана. Изображение на экране или пленке является геометрической проекцией просвечиваемого образца и имеющихся в нем дефектов. Изображение дефектов будет выглядеть на пленке темнее, чем остальные участки, а на экране светлее. Рентгеновская дефектоскопия применяется для контроля качества сварки.

Лаборатория термической обработки

Разрабатывают новые технологические способы обработки деталей. Оборудование: термические нагревательные печи, закалочные баки, твердомеры. Металлографическая лаборатория выполняет функции исследования и контроля качества металла путем исследования микроструктуры. Металлографические микроскопы позволяют получить полезное увеличение до 4000 раз.

Кузнечно-прессовая лаборатория

Выполняет исследовательские функции, направленные на разработку и внедрение новых технологических процессов ковки и проводит работы по отработки технологий ковки номенклатурных деталей.

Литейная лаборатория

Выполняет исследовательские функции по внедрению в производство новых технологий получения стальных и чугунных отливок, контролирует также качество формовочных смесей.

Валковая лаборатория

Выполняет исследовательские работы по внедрению новых марок сталей и технологий при производстве валков холодной прокатки.

Лаборатория ЭШП

Проводит экспериментальные исследования по освоению и внедрению электрошлакового переплава. Механическая мастерская (ЭШП) оборудована металлорежущими станками для изготовления образцов.

Производственная база ЦЗЛ

Предназначена для проведения экспериментов, связанных с отработкой технопроцессов. База оборудована электронагревательными печами и двумя индукционными печами на 100 тонн жидкого металла (индукционные сталеплавильные печи). Производственный участок обслуживается передвижными средствами напольного действия.

Термическая обработка предназначена для придания металлу определённых физико-химических свойств – твердорти, вязкости, упругости, электропроводности и др. - путем нагрева до заданной температуры (от 450 до 1300 ºC) и последующего охлаждения в определенных средах. Различают термическую закалку, отпуск, томление, отжиг металла. В необходимых случаях в поверхностный слой металла дополнительно вводят различные химические элементы и соединения: углерод (цементация), азот (азотирование), цианистые соединения (цианирование) и др.

Нагрев заготовок осуществляют в пламенных печах, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе и электропечах. Для равномерности нагрева изделия могут помещать в специальные ванны с расплавленным свинцом или солями хлорида бария, селитры.

Цементация производится нагреванием в древесном угле с примесью углекислой соды или в ваннах с цианистыми соединениями; азотирование – в струе аммиака при температуре порядка 500 °С. Распространена термообработка металла токами высокой частоты путём применения индукционного нагрева в высокочастотном электромагнитном поле.

Самым распространенным способом термической обработки является погружение изделий после нагрева в закалочные ванны с минеральными маслами.

Условия труда в термических цехах по состоянию микроклимата во многом приближаются к таковым в кузнечных цехах. В связи с большой концентрацией нагревательного оборудования температура воздуха в помещениях термических цехов может превышать установленные нормативы. Относительная влажность обычно составляет 30 – 60 %. Лучистое тепло достигает также высокого уровня особенно в период загрузки заготовок в печи и при выгрузке.

Воздух рабочей зоны в термических цехах загрязняется различными химическими веществами, состав которых определяется технологией производства. При применении в качестве топлива угля с высоким содержанием серы, и многосернистого мазута воздушная среда загрязняется сернистым газом. В воздух поступает также оксид углерода от нагревательных и закалочных установок, его концентрация периодически может превышать ПДК.

Закалка в ваннах с минеральными маслами сопровождается выделением паров углеводородов и продуктов их пиролиза. При плохой работе вентиляции концентрации этих веществ могут быть значительными.

При цементации изделий с использованием цианида натрия или калия, а также при цианировании в ваннах с расплавленными солями цианистой кислоты происходит выделение цианидов, однако при надежной работе местной вытяжной вентиляции концентрации цианистого водорода и цианистых солей в воздухе рабочей зоны обычно не превышают предельно допустимых.

Работа на свиниовых ваннах сопровождается загрязнением воздушной среды парами свинца; свинец обнаруживается в смывах с рук и на спецодежде калильщиков. При азотировании воздух загрязняется аммиаком.

Применение термообработки металлов токами высокой частоты при отсутствии надежного экранирования приводит к воздействию на операторов высокочастотных элм полей.

Оздоровительные мероприятия. Нормализация микроклимата достигается рациональной организацией вентиляции. Наиболее простым способом удаления больших объемов перегретого воздуха является использование аэрационных фонарей. При невозможности осуществить аэрацию для удаления теплоизбытков применяют местную естественную вытяжную вентиляцию в виде зонтов над источниками тепловыделений и шахт, а также механическую общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию.

Как и в других горячих цехах, в термических производствах эффективно использование теплоизоляции источников тепловыделения, экранирование рабочих мест, устройство водных завес в окнах нагревательных печей, окраска нагревательного оборудования в светлые тона и др.

Улучшению теплообмена работающих способствует воздушное душирование, его организация на рабочих местах операторов-термистов обязательна.

Для предупреждения загрязнения воздушной среды вредными химическими веществами необходимо максимальное укрытие закалочных и других ванн с обязательным устройством местной вытяжной вентиляции с воздухоприемниками типа бортовых отсосов. Удаляемый воздух, загрязненный выше допустимых уровней парами свинца, цианистыми соединениями и другими вредными веществами, подлежит очистке перед выбросом его в атмосферу.

Перспективным способом предупреждения загрязнения воздуха рабочей зоны и окружающей атмосферы парами и продуктами термической деструкции углеводородов является замена минеральных масел водными растворами нетоксических синтетических веществ. Производственные испытания таких заменителей дают обнадеживающие результаты. Одним из эффективных путей гигиенической рационализации процессов термической обработки изделий является применение вакуумных процессов.

Большое технико-экономическое и санитарно-гигиеническое значение имеет автоматизация и механизация процессов.

На крупных машиностроительных предприятиях в условиях массового производства работают печи непрерывного действия с толкательными конвейерными или другими механизмами. Автоматизируются все основные процессы: загрузка в печи, перемещение в закалочные ванны, выгрузка, промывка и др.

Для защиты операторов установок высокочастотного нагрева металла от возможного неблагоприятного влияния электромагнитных полей производится экранирование источников излучений с помощью металлической сетки или листового металла.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

2. Технологическая часть

2.1. Выбор материала

2.6 Контроль качества изделий

3.5 Отпускная электропечь СШО -10. 20 /3

3.7 Расчет потребных площадей

3.8 Планировка участка

5. Экономическая часть

6. Автоматизация производства

Заключение

Список литературы

Спецификации

Введение

Коренным вопросом экономического преобразование нашей страны является кардинальное ускорение научно-технического прогресса. Предстоит осуществить новую техническую реконструкцию народного хозяйства и на этой основе преобразовать материально-техническую базу общества в качественно новом виде.

Это возможно лишь на базе новейших достижений науки и техники, перестройки хозяйственного механизма и системы управления.

Эффективность реконструкции, темпы экономического роста в решающей мере зависит от машиностроения. Именно в нем материализуется основополагающие научно-технические идеи, создаются новые орудие труда, системы машин, определяющие прогресс в других отраслях народного хозяйства. Здесь закладываются основы широкого выхода на принципиально новые ресурсосберегающие технологии, повышение производительности труда и качества продукции.

Перед машиностроительным комплексом поставлена задача - резко повысить, технико-экономический уровень и качество машин, оборудование, приборов. На обновление отрасли выделяются в 1,8 раза больше капиталовложений, чем предыдущие годы.

Основным направлением в развитии машиностроение и черной металлургии является коренное улучшение качества металлопродукции путем внедрения прогрессивных способов обработки металла повышением эффективности применение металла в народном хозяйстве. Значительным резервом улучшения качества и повышения механических характеристик металла, а также экономики в народном хозяйстве является применение высокоэффективной термообработки.

Наряду с выводом в эксплуатацию нового прогрессивного оборудования и модернизации существующих агрегатов термических цехов на многих заводах проводится механизация и автоматизация процессов термообработки, что, несомненно, облегчает труд термистов и повышает производительность труда.

Термообработка обладает широкими возможностями для придания материалом заданного количества свойств с ее помощью можно достичь уникальных свойств изделий.

Развитие термической обработки в настоящее время происходит в условиях острого дефицита энергии и запасов природных ресурсов. Поэтому усилия ученых направлены на создание качественно новых технологических процессов с малыми энергозатратами в целях экономики энергоресурсов, повышение производительности труда, качества продукции, степени автоматизации и механизации, а также охраны окружающей среды.

1. Основная часть. Термический цех

Развитие и рост отечественного машиностроения требуют непрерывного улучшения качества и надежности изделий. Важная роль в этой работе принадлежит термической обработке. Поэтому термический цех на заводе имеет большое значение для повышения физико-химических свойств деталей трактора.

В термическом цехе проводятся следующие виды термической обработки:

закалка объемная;

закалка ТВИ;

цементация и др.

Закалку проводят для получения высокой твердости и прочности. Отпуск - для устранения внутренних напряжений и повышения пластичности. Полный отжиг обеспечивает устранение остаточных напряжений в стали. Неполный отжиг применяется для снятия остаточных напряжений в доэфектойдных сталях.

Диффузионному отжигу подвергаются сметки и крупные стальные отливки с целью устранения дендритной с мелкозернистой ликвации.

В цехе используются такие виды оборудования, как электропечи, камерные, шахтные закалочные, отпускные и цементационные (Li - 105), соляные ванны (С-100), конвейерный агрегат СК 3 7/7, толкательный агрегат СТЗ 6. 35.4, печи на газовом топливе: камерные и шахтные; установки ТВИ.

В цехе применяются прогрессивные технологические методы термического производства.

термообработка в безокислительной среде;

ХТО в контролируемой атмосфере;

поверхностная обработка ТВИ.

Годовой выпуск продукции, проходящей термообработку, составляет

1540 т. Себестоимость одной тонны продукции - 81,0 рублей. Производственная площадь термического цеха 2288 м 2 , общая площадь 4942 м 2 .

Оборудование используется в три смены. Состав работающих 146 человек, из них 52 основных рабочих. Средний разряд рабочих - IV. Среднемесячная зарплата одного работающего с фондом материального поощрения составляет 42250 рублей.

В цехе имеются подъёмно-транспортное оборудование, такие как кран мостовой, электрический кран-балка, тележка с цепной тягой, очистное оборудование дробомётный стол.

В цехе применяются следующие вспомогательные материалы.

масло ИС -20 для закалки легированных сталей;

стальная дробь - для очистки деталей от окалины;

соль поваренная, сода кальцинированная - для соляной ванны;

нитрат натрия - добавляется в моечную машину;

проволока вздольная - для связки деталей;

Годовая программа рассчитана на обработку деталей 50 тысячи тракторов.

2. Технологическая часть

2.1. Выбор материала

Правильный выбор материала и соответствующие методы термической обработки являются одним из главных предпосылок, гарантирующих достижение требуемых конструкционных свойств. Это особенно важно, когда на деталь действуют большие нагрузки.

Для правильного выбора марки материала, необходимо, ознакомится условиями работы деталей.

В качестве базовой детали для проектирования термического участка, принят валик блокирующего устройства.

Для нормальной работы механизма переключения передач, регулируется положение блокирующего валика, с тем, чтобы перемещение факторов в вех осуществлялась только при полностью выключенной муфте - сцепления.

Регулировка механизма блокировки осуществляется изменением тяги, соединяющий педаль с блокирующим валиком, свинчивая и завинчивая вилку.

Анализируя условия работы, необходимо подобрать такую сталь, которая обладала бы;

высокой сопротивляемостью износу;

высокой конструктивной прочностью;

хорошими техническими свойствами.

Механические свойства стали зависит от её структуры и состава. Легирование является, эффективным способом повышение механических характеристик стали.

Для изготовления валиков, работающих, в тяжелых условиях эксплуатации рекомендуются улучшаемые стали марок 40,45,45х.

Они удовлетворяют всем условиям, предъявляемым для обеспечения работоспособности валика.

Таблица 1.1.

Механические свойства

2.2 Составление маршрутной технологии

Важнейшим вопросом при разработке технологического процесса термической обработки деталей является установление технологического маршрута их изготовления.

Маршрутная технология изготовителя деталей типа валик блокирующего устройства, следующая:

Кузнечный цех № 20

Механический цех № 28

Термогальванический цех № 14

Механический цех № 28

Тракторосборочный цех.

В термическом цехе проводится предварительная термическая обработка валика - нормализация.

Окончательная термообработка с целью поверхностного упрочнения детали - закалка токами высокой частоты с последующим низким отпуском осуществляется на термическом участке термогальванического цеха.

2.3 Обоснование выбираемых технологических процессов

Закалка при индукционном нагреве имеет ряд преимуществ по сравнению с обработкой при обычном нагреве.

При её использовании улучшается качество изделии (уменьшается деформация, практически полностью устраняется окисление и обезуглероживание) и значительно повышается производительность. Нагрев ТВИ осуществляется за счет теплого воздействия тока, индуктируемого в детали, которую помещают в переменное магнитное поле.

Для полученного слоя, толщиной 1,0 мм оптимальная частота тока составляет примерно 60000 Гц. С повышением температуры, глубина проникновение тока увеличивается и достигает максимального значения при температуре выше точки Кюри (760 0 С), вследствие перехода стали из ферромагнитного в парамагнитное состояние. Вместе с тем, происходит уменьшение скорости нагрева при переходе через точку Кюри.

При температурах ниже этой точки, сталь нагревается быстрее, а выше процесс нагрева замедляется, что следует учитывать назначении режима нагрева.

ТВИ получают с помощью машинных (до 10000 Гц) или ламповых (свыше 10000 Гц) генераторов. Скорость нагрева токами высокой частоты, во много раз превышают скорость нагрева в печи. Поэтому превращение перлита в аустенит сдвигается в области более высоких температур. Чем больше скорость нагрева в области фразовых превращений, тем выше должна быть температура закалки для получения оптимальной структуры и максимальной твердости.

Так, например, при печном нагреве температуры закалки стали содержащей 0,4 0 С, составляет 840-860 0 С. При нагреве ТВИ со скоростью 250 град/С 880-920 0 С, а при скорости нагрева 500 град/С-960-1020 0 С. Несмотря на более высокие температуры закалки при нагреве ТВИ, действительный размер зерна аустенита меньше, чем при обычной закалке. Это объясняется высокой скоростью нагрева и отсутствием выдержки при температуре нагрева.

После индукционной закалки микроструктура, структура закаленного слоя - мартенсит и феррит, а сердцевина имеет сходную структуру.

После закалки с нагревом ТВИ стали подергают низкому отпуску при 160-180 0 С. Сталь после закалки высокой частоты обладает большой твердостью, чем после обычной закалки. Например, сталь содержащая 0,4% С, после обычной закалки имеет твердость 54-56 MRC, а после закалки ТВИ 56-58 МRC. При этом одновременно повышается предел усталости.

Перед закалкой ТВИ детали подвергают предварительной термообработке - нормализации или улучшению. Существуют три способа закалки с индукционным нагревом:

Одновременный нагрев охлаждение всей поверхности. Этот метод применяют для деталей, имеющих небольшую поверхность.

Последовательный нагрев и охлаждение отдельных участков. Оно состоит в том, что обрабатываемые поверхность детали нагревается и охлаждается по частям. Такому способу термообработки подвергается шейки коленчатого вала.

Непрерывно - последовательный нагрев и охлаждение. При этом способе деталь вращается вокруг собственной оси и перемещается (сверху в низ) относительно не подвижного индуктора (спейера) и охлаждающего устройства. Иногда наоборот, индуктор перемещается относительно вращающейся детали. Скорость передвижения детали для получения слоя глубиной 1-10 мм при ѓ = 500-100000 Гц составляет 03-30 см/с.

Этот способ закалки применяют для упрочнения валов, осей, шпилек и других длинных деталей.

Выполняя индукционную закалку необходимо учитывать эффект близости, который проявляется в том, что при протекании токов в разных направлениях по двум проводникам, наибольшая плотность тока будет в технологических участках проводников, которые ближе расположены друг другу. Неодинаковая плотность тока по сечению приведет к неравномерному нагреву поверхности детали. Поэтому, для получения равномерной толщины закаленного слоя, расстояние от индуктора до деталей должно быть одинаковым и деталь должна вращаться.

Таким образом, особенностями поверхностной индукционной закалки является:

глубина закалки примерно равна глубине нагрева до над критических температур;

глубины слой изделия в процессе индукционной закалки нагревается ниже критических температур и поэтому не упрочняется при охлаждения;

применяемая сталь прокаливается, как правило, на глубину большую, чем необходимая глубина поверхностной закалки.

концентрация тепловой энергии в зоне нагрева относительно велика, удельная мощность обычно лежит в пределах - квт/м 2 , что определяет высокую скорость нагрева (от 30 до 300 град/С) и большие мощности индукционных установок.

Широкое применение получения способ поверхностной индукционной закалки при глубинном нагреве. Особенности этого нагрева (способа) состоит в следующем:

глубина нагрева до критических температур должны быть большей, чем требуемая глубина закалки;

при глубинном нагреве некоторые элементы деталей нагреваются насквозь (например, зубья шестерен).

Применяемая сталь способна прокаливаться на меньшую глубину, чем глубина нагрева, поэтому глубина закалки на мартенсит определяется не глубиной нагрева, а прокаливаемостью применяемой стали.

2.4 Определение расчетных норм времени обработки

Расчет нагрева ТВИ ведется в двух этапах:

Этап от 20 0 С до точки Кюри (770 0 С);

Этап от точки Кюри до 900 0 С, так как конечная температура Т зак = 900 0 С.

Удельная мощность q= 10 7 Вт/м 2 .

л = 42 Вт /(м. град) - коэффициент теплопроводности;

Ь = 0,9 х 10 -5 м 2 /сек - коэффициент температуропроводности;

Частота тока, которая обеспечивает горячую глубину проникновения.

I этап от 20 0 С до 770 0 С х = 0

Продолжительность нагрева поверхности изделия:

где - изменение температуры.

Методом последовательных приближений с помощью формулы.

рассчитаем продолжительность нагрева.

На расстояние 2 мм задаемся временю ф = 2т 1 сек.

Продолжительность первого этапа 2,1 сек. Продолжительность второго этапа нагрева 770 0 С до 900 0 С, считаем методом приближения, задаем время нагрева поверхности изделия 0,2 секунд, тогда:

150 + 750 = 900 0 С ф = 0,2 сек.

Задаемся продолжительностью нагрева ф = 0,35. Получаем на расстоянии 1 мм V = 150 0 С. На глубине 1 мм от поверхности полное время нагрева:

2,1 + 0,35 = 2,45 сек. ? 3 сек.

Расчет времени нагрева при отпуске

Время нагрева при низком отпуске определяется по формуле:

ф м = 1 час 20 мин.

Время выдержки при низком отпуске:

ф в - 2 часа + 1 мин. на 1 мм условной толщины = 2 ч. + 1,15 = 2 час. 15 мин.

1 мм усл. толщ =

Скорость охлаждения на воздухе выбираем 3 а С в минуту, тогда

2.5 Операционная карта технологического процесса

2.6 Контроль качества изделий

После окончательной термической обработки стали подвергаются контролю согласно техническим условиям и нормам контроля. При этом, основными критериями, по которым оцениваются результаты термической обработки, являются твердость, глубина закаленного слоя и отсутствие деформации, окалины, трещины и других дефектов.

Твердость замеряется на приборах Бринелля или реквелла. Детали с недостаточной твердостью вновь подвергаются термообработке. После проверки в БТК (бюро технического контроля) годные детали пропускаются в производства. Величина прогиба определяется калибром. Твердость поверхности HRC+

На поверхности деталей не допускается окалина, трещина, другие дефекты.

операционная карта контроль генератор

3. Расчет оборудование и проект участка

3.1 Выбор и технико-экономического обоснования основного и вспомогательного оборудование

Для того, чтобы рассчитать необходимое следует уточнить годовую программу изделия. На Ташкентском тракторном заводе количество валика блокирующего устройства, подвергаемого поверхностной закалке, в 1990 году составило 32000 штук с учетом запасных частей. В дипломном проекте требуется разработать технологически процесс термической обработки этой детали с превышением годовой программы на 10%, следовательно, годовая программа производства валика составит 32000 шт. Расчет потребного количества оборудования начинается с определения часовой производительности генератора с установкой ТВИ:

Для лампового генератора № 60

Для машинного генератора № 70 кг/час.

Объем выпуска детали, в кг.

А = 352200 х 0,703 = 24745,6 кг.

Определим потребное количество генератора часов.

где А- часовая программа выпуска деталей;

N- часовая производительность

Действительный фонд времени работы оборудования на тракторном заводе для генератора при трехсменной работе F д = 4850 час.

Определим расчетное количество оборудования:

Принимаем два генератора

Расчет коэффициента загрузки оборудования:

С учетом времени отстоя на ремонт, а также наличия других термообрабатываемых деталей выбранное количество ламповых генераторов вполне удовлетворяет нашим требованиям.

Расчет потребного количества отпускной печи.

Годовая программа - Q = 24745,6 кг.

Производительность отпускной печи.

N опт = 360 кг/час.

Количество печи часов:

Определено потребное количество печей:

где Fд - действительный годовой фонд работы оборудование

Fg = (К-В-П) х С х t, где

К- количества календарных дней в году;

В- количество выходных дней;

П- количество праздничных дней;

С - число смен;

t = производительность смены, час.

Fд = (365-52-14) х 3 х 7 х 0,8 = 4850

Принимаем две отпускные печи.

3.2 Высокочастотный генератор, его краткое описание

Высокочастотный генератор типа ВИГ - 1-60 предназначен для питания технологических устройств индукционного нагрева деталей машин и инструмента при различных технологических операциях. Генератор предназначен для эксплуатации в условиях, нормированных по ГОСТ 15150-69. Температура окружающего воздуха от 10 0 С. Высота над уровнем море не более 1000 м.

Вода, применяемая для охлаждения генератора должна удовлетворять, следующим требованием:

Температура от 5 до 30 0 С.

Давление - 2±0,5 кгс /см 2 (0,2±0,05 МПА)

Для охлаждения генераторной лампы удельное электрическое сопротивление воды должна быть не менее 20 0м. см.

Для охлаждения остальных элементов генератора удельное электросопротивление воды должна быть не менее 4000 ом-см при общей жесткости не более 8,5 мг экв/л

Если имеющаяся на предприятии вода не удовлетворяет этим условиям, то необходимо использовать замкнутую систему охлаждения, которая должна быть выполнена из труб, неккорозирую-

3.3 Технические данные генератора

Генератор конструктивно выполнен в виде двух металлических шкафов: генераторного блока и блока контуров.

Генераторный блок представляет собой стальной шкаф с дверью, для отпуска к аппаратуре, расположенной внутри. Слева от двери расположен анодный трансформатор и выпрямитель, справа от двери расположена генераторная лампа с аппаратурой, обеспечивающей работу генератора.

На лицевой стороне шкафа (справа) расположены измерительные приборы и кнопки управления.

Блок контуров представляет собой алюминиевой шкаф, внутри которого расположены высокочастотный трансформатор, регулятор мощности и конденсаторные батареи анодного и нагревательных контуров. На лицевую сторону блока выведены рубки высокочастотного трансформатора (для подключения индуктора) и измерительный прибор-индикатор, для измерения напряжения на контуре.

Для доступа к аппаратуре, с расположенной внутри блока, имеются щиты.

Оба блока на месте монтажа устанавливается вплотную, слева генераторный, а справа - блок контуров.

Регулирование режимов генератора выполняется двумя штурвалами. Верхний штурвал регулятора мощности, нижним регулируется величина обратной связи. С генератором поставляется индуктора для пусконаладочных работ.

3.4 Закалка с индукционным нагревом ТВИ

Индукционный нагрев происходит вследствие теплого воздействия тока, индуктируемого в изделие, помещенное в переменное магнитное поле.

Если в зону этого тока поместить стальную деталь, то в ней будет возбуждаться той же частоты индуктированный ток, который в поверхностном слое не вызывает нагрев этого слоя до высокой температуры.

Для нагрева изделия устанавливают в индуктор, представляющей собой один или несколько витков пустотелой, водо-охлаждаемой медной трубки или щипы. Толщина стенок индуктора зависит от частоты генератора.

Для закалки валика на глубину 1….3 мм применяют ламповый генератор с частотой 66000 Гц. Индуктору придается форма соответствующим (охлаждением) конфигурации нагреваемой детали.

Закалка производится с последующим охлаждением с помощью спейера, которая располагается в самом индукторе. В индукторе имеется вторая полость, в которую со стороны нагреваемой детали

После нагрева детали вода автоматически поступает во вторую полость и нагревается, разбрызгивается под давлением.

В зависимости от применяемой частоты различают повышенную частоту (от 500 до 1000 Гц) и высокую (от 5000 до 1 м Гц).

Существуют следующие способы закалки индукционного нагрева ТВИ:

Одновременный нагрев и охлаждение всей поверхности. При этом способе весь участок поверхности, подлежащей закалке, нагревается одним или несколькими неподвижными индукторами, а затем охлаждается закалочной жидкостью.

Последовательный нагрев и охлаждение отдельных участков. Применяется для закалки коленчатых валов.

Непрерывно-последовательной нагрев и охлаждение. При этом способе нагреваемая деталь перемещается относительно индуктора; нагреваясь за время прохождения в его магнитном поле до температуры закалки, после чего охлаждается в спейерном устройстве.

При одновременном способе, меняя зазор h и ширину индуктирующего провода или применяя магнитопроводы, можно добиться требуемого распределения температуры даже при закалке тел сложной формы.

Ширина индуктирующего провода при нагреве всей детали или отдельного элемента берется примерно равным ширине нагреваемой зоне. Если данный участок тела нагревается, то ширина провода берется на 10-20% больше ширины участка, что называется компенсировать теплоотвод в соседние зоны и ослабление магнитного поле у краев индуктора. Индукторы для одновременного нагрева обычно не имеют постоянного охлаждение индуктирующего привода, толщина которого выбирается из нагрева до температуры свыше 250 0 С. Тепло, накопленное в индукторе, уносится закалочной жидкостью, подаваемой на закаливаемую поверхность через отверстия в индукторе.

Для большей равномерности нагрева и охлаждения цилиндрические детали вращают с частотой 30-100 об/мин. Если деталь неподвижная, то отверстие для подачи воды делают коническим, что способствует лучшему распределению струи. Разработан подачи воды в зазор между индуктором и деталью, часто используемый при закалке изделии из сталей, регламентируемой прокаливаемости, требующих особенно интенсивного охлаждения.

Иногда охлаждение осуществляется в специальном устройстве, куда изделие быстро переносится из индуктора. Этот способ охлаждения позволяется лучше использовать установку и 2-3 раза увеличить производительность. Индукторы для одновременного нагрева требуют большой точности изготовления, из-за большого влияния на качество закалки, непостоянство зазора, который составляет обычно 1-3 мм и достигает 5-6 мм для деталей больших размеров. Индукторы часто делаются одновинтиковыми.

3.5 Отпускная электропечь СШО - 10 20/3

Электропечь типа СШО - 10.20/3 применяется для массового отпуска стальных деталей и термообработки деталей из цветных и легких сплавов. Она рассчитана на длительную работу при температуре рабочего пространства до 350 0 С.

Рабочее пространство электропечи представляет собой цилиндрическую вертикально расположенную камеру - шахту, на боковой поверхности которой размещены нагревательные элементы.

В крышку, перекрываемую шахту электропечи, вмонтирован центробежный вентилятор, обеспечивающий равномерный нагрев деталей, проходящих термообработку.

Воздух прогоняется вентилятором в пространстве между стенкой шахты и ограждающим экраном и омывая нагревателей, поступает в корзину снизу. В рабочее пространство печи введена термопара, обеспечивающая возможность замера и регулирования температуры. Привод подъема крышки, перекрывающий шахту печи, пневматический от заводской сети давлением 4 атм сблокирован с крышкой электропечи и автоматический отключается при подъеме крышки с помощью конечного выключателя.

Подключение печи в сеть

Электропечь СШО- 10. 20/3 может быть подключена в трехфазную сеть напряжением 380В. Нагреватели соединяются в это случае по схеме “звезда”, а при 220В- по схеме “треугольник”.

Нагреватели соединяются кабельными жилами того же сечения, что и магистрали питающей сети. Всякое переключение нагревателя внутри печи категорически запрещаются.

Электродвигатель привода циркуляционного вентилятора мощностью 4,5 квт должен быть присоединен к сети 380/220 через магистральный пускатель.

Металлически кожух печи должен быть надежно заземлен, для чего необходимо приварить заземленную полосу к каркасу электропечи.

Установка термопары

Термопары вводится в камеру через отверстие в паковой стенке корпуса. Крепление термопары осуществляется путем намотки на защитную трубку асбестового шнура. С последующей затяжкой прижимной части и стопорного винта.

Осуществление отпуска в печи СШО - 10 20/3

Обрабатываемые изделия могут загружаться в печь в корзине или в специальных приспособлениях. Работать на печи тщательно нужно при автоматическом регулировании температуры, так как при ручном регулировании трудно поддерживать температуру в требуемых пределах.

Во избежание расшатывания кладки при опускании корзины в печь, необходимо избежать ударов об внутреннее ограждение. При опускании крышки на шахту, необходимо следить, чтобы она плотно опдала в песок затвора следить за уровнем песка в желобе.

При работе на печи запрещаются:

поднимать температуры в камере выше 350 0 С;

загружать детали засыпного типа в камеру;

загружать изделия в печь весом свыше 1000 кг, а также загружать выше верхнего края корзины.

загружать в него загрязненные, мокрые и не промытые от масла и мазута детали;

подолгу держать шахту печи открытой;

производить резкое охлаждение печи при температуре выше 250 0 С;

3.6 Подсчет статей расхода тепла в отпускной печи

I. Перерасход тепла в рабочее пространство печи. Тепло, образующееся при превращении электрической энергии в тепловую:

Q х = Q = Р = 360 кВт

где Р - мощность печи, равная 360 кВт.

II. Расход тепла в пространстве печи. Получаем тепло, расходуемое на нагрев материала (полезное тепло):

где G - производительность печи

С - средняя теплоемкость материала в интервале температур

Потери тепла теплопроводностью через печи определяем по формуле:

где: T кл - температура кладки печи, о С

t оср - температура окружающей среды

S ш и S д - толщина слоев, соответственно шамота и диамита, [м]

л ш и л д - коэффициенты теплопроводности шамота и диамита

б - коэффициент теплоотдачи конвекцией от наружной поверхности кладки в окружающую среду, б = 11,63 Вт/м о С

F нар. - наружная поверхность кладки печи, F нар. = 0,36 м 2 .

Коэффициент теплопроводности шамота

л ш = 0,698 + 0,64 10 -3 - t ш; t ш = 343 о С

л ш = 0,698 + 0,64 10 -3 343 = 0,92

л д = 0,145 + 0,314 10 -3 - t д; t д = 93 о С

Потери на тепловые короткие замыкания принимает равным 70% от потерь через кладку.

Q тд = 46,29 0,7 = 32,40 Вт

Общий расход тепла в печи:

Q общ = 11738,7 + 46,29 + 32,4 = 11817,39 Вт

Мощность печи: Р = 11817,39 0,8 = 0,453,9 Вт

Коэффициент полезного действия печи:

3.7. Расчет потребных площадей

Для расчета потребных площадей принимаем расстояние от стен участка до оборудования 1,5-3 метра. Расстояния между отпускными печами и установками ТВИ 2-3 метра, прибавляя к нему ширину подъездных дорог 3 метра. Норму площади на одну печь рекомендуется принимать 30-50м 2 . Так как на участке установлению четыре единицы оборудования, то произведенная площадь будет равна:

50 х 4 = 200 м 2

Вспомогательная площадь составляет 30% от производственной. В состав его входят склады поступающих на обработку деталей, склады вспомогательных материалов, приспособлений, инструментов:

200 х 0,3 = 50 м 2

Проходы и проезды составляют 30% от производственной площади:

200 х 0,3 = 50 м 2

Общая площадь участка

200 + 60 + 60 = 320 м 2

Высоту здания принимаем равным 10 метров. Тогда стоимость здания (1 м 2 - 12 руб.) равен 38400 рублям.

3.8 Планировка участка

Термический цех размещается в одноэтажном здании прямоугольной формы. В своем составе термические цеха имеют производственные участки, вспомогательные отделения (склады деталей, поступающих на термообработку, готовой продукции, приспособлении и т.д.), а также служебные и бытовые помещения.

Участок занимает 320 м 2 . На нем находятся две отпускные печи и две установки ТВИ, которые расположенных по последовательности термообработки.

На участке имеется пункт технического контроля, где производится контроль твердости деталей на приборе Роквелла.

На участке предусматривается установка кран-балки с грузоподъемностью 3,2 тонн.

Из-за опасности производства (закалка ТВИ) участок огражден перегородкой от других участков.

3.9 Расчет потребности участка в электроэнергии, воде, паре, технологических материалах

Расход электроэнергии находится по формуле:

Э = N д F д К д К л

где N д - установленная мощность печей, кВт

F д - действительный годовой фонд времени

К д - использование печей по мощности

К л - коэффициент загруженности оборудования в час

Э о = 360 4850 0,81 1,1 = 1171566 кВт

Э общ. = 1402038 кВт

Помимо расхода электроэнергии на нагрев в печах, необходимо учитывать расход электроэнергии на двигатели и на освещение участка.

Мощность двигателя - 9 кВт

Расход электроэнергии на освещение:

где F - освещаемая площадь

g - удельный коэффициент, вт/м 2

z - число часов горение в году

h - коэффициент одновременного горения, для ночного зала 80%.

Расчет потребности воды:

Закалка 1,6-1,8 м 3 на 1 тонну

Охлаждение генератора 2,1 м 3 /ч

На бытовые нужды - на человека в смену 75 л.

4. Организация труда и управление цехом

Производственный участок возглавляет начальник участка - старший мастер, а руководителями смен назначаются сменный мастера.

Начальник производственного участка и сменные мастера подчиняются непосредственно начальнику цеха. Сменные мастера, принимая смену, проверяют состояние оборудования, режимы термической обработки, знакомятся с данными цеховой лабораторией по проверке качества продукции в предыдущий смене и в случае необходимости фиксируют в журнале допущенные нарушения режимов термообработки и принятые им меры по их устранению.

Начальник участка и сменные мастера поддерживают тесную рабочую связь с технологом цеха, работниками ОТК и цеховой экспресс-лаборатории являющейся филиалом общезаводской металловедческой лаборатории.

Начальник участка и сменные мастера непосредственно руководят деятельностью рабочих.

4.1 Научная организация труда на рабочих местах и отдельных участках

Научная организация труда (НОТ) основывается на достижениях науки и передового опыта, позволяет наилучшим образом соединить технику и людей в единый производственный процесс, обеспечивает наиболее эффективное использование материальных и трудовых ресурсов, непрерывное повышение производительности труда, способствуют сохранению здоровья человека.

Научная организация труда предусматривает наиболее целесообразное расчленение трудового процесса на операции, правильную расстановку людей и заботу об улучшении их условии труда, и продуманное до мельчайших деталей оснащение рабочих мест всем необходимым, совершенствования и нормирования термических операций.

Необходимо рационально разделить труд среди рабочих. Рабочие более высокой квалификации должны быть освобождены от выполнения работ, не требующих больших знаний и навыков.

Организация труда проектируемого участка базируется на достижениях науки и техники. Применение наиболее рациональных видов оборудования, оснастки и инструментов, приемов и методов работы, использование прогрессивных, научно-обоснованных нормативов трудовых затрат и широкое применение передового опыта позволяет неуклонно повышать эффективность производства и улучшить качество работы на всех звеньях участка.

НОТ неразрывно связана с осуществлением комплекса мероприятий, обеспечивающих подготовку и систематическое повышение квалификации и развитие творческой активности рабочих.

При расстановке рабочих по рабочим местам необходимо учитывать следующие условия:

Сложные операции технологического процесса должны быть четко распределены между термистами соответствующей квалификации;

За каждый термистом закрепляется определенное рабочее место (или участок рабочего места), за состояние которого они несут полную ответственность;

Качество и количество выполненной работы каждого термиста точно проверяется и учитывается.

Рациональная организация рабочего места является важнейшим условием высокопроизводительной работы. Рабочие места, на которых выделяются вредные газы, много тепла, а опасные в попарном отношении целесообразно располагать в изолированных помещениях, предпочтительно в кранных пролетах у наружной стены здания.

При организации рабочих мест термистов необходимо рационально использовать весь объем помещения, создать все удобства для работы.

5. Экономическая часть

5.1 Обоснование производственной программы

Годовая производственная программа

Подвергаемая термической обработке деталь - валик блокирующего устройства изготавливается из стали 45х. Режим термообработки детали продукта:

Закалка на установке ТВИ;

Низкий отпуск при 190 о С.

До поступления в термический участок деталь подвергается предварительной термообработке нормализации 840 о С с целью улучшения обрабатываемости стали при резании.

При такой термической обработке деталь получает такие вещества, как высокая сопротивляемость износу, высокая конструктивная прочность, высокое сопротивление усталости, а также твердость, в пределах 56-58 HRС.

Валик блокирующего устройства является одним из комплектующих изделий в механизме переключения передач. От него во многом зависят эксплуатационные свойства и технические показатели трактора.

В данном дипломном проекте предлагается при данном оборудовании программы годового выпуска, заменить закалочную среду, а также технологию процесса.

Применение новой закалочной среды обеспечивает снижение себестоимости термообработки за счет замены закалочной среды масло И20 на более дешевый и безвредный для человеческого организма полимером ПК-2.

Капитальные вложения на строительство и приобретение оборудования:

где n oi - количество оборудования

U oi - стоимость единицы оборудования, занятого выполнением i-той операции в рублях

К о1 = 2 3000 = 6000 руб.

К о2 = 2 7200 = 14400 руб.

К общ = К о1 + К о2 = 20400 руб.

Сумма амортизационных отчислений определяется по формуле:

где К о - капиталовложения

N а - норма амортизационных отчислений, % N а = 18%

Расход электрической энергии:

где: Q - годовой объем производства

R т i - расход электроэнергии на 1 т обрабатываемых деталей

Ц - цена электроэнергии

Затраты на текущий ремонт составляет 5% от первоначальной стоимости (затрат) на оборудование.

С р = 10200 0,05 = 510 руб.

Определение годового фонда заработной платы:

При обработке деталей на установке ТВИ, численность может быть определена нормой обслуживания по следующей формуле:

N яв = А Н С = 4 1 3 = 12 человек

Расчет ведем для термистов V разряда

здесь: А - число оборудования

Н - норма обслуживания

С - число смен.

Списочное количество основных рабочих находим по формуле:

где Т к - число календарных дней

Т эф - эффективный фонд рабочего времени, дни

Тарифную ставку рабочих V разряда находим из производственной часовой тарифной ставки и часовой производительности смены:

С т = 0,754 8 = 6,032 руб.

Тарифный фонд определяем по формуле:

Ф т = N сп Т эф С т

где N - списочная ставка, руб.

С т - тарифная ставка, руб.

Ф т = 15 280 6,032 = 25334,4 руб.

Фонд праздников рассчитывается по формуле:

Ф п = Т пр N яв С т

где Т пр - время праздников, дни

Ф п - 8 12 6,032 = 579,072 руб.

Фонд ночных:

Ф н = Д н Ф т

где Д н - доплата за ночные смены в % от тарифного разряда

Д н = 20 t н / t р

где t н - продолжительность работы в ночное время;

t р - общая продолжительность в течение суток;

20 - установленная для рабочих цветной и черной металлургии доплата за работу в ночные часы к тарифному заработку.

Фонд основной заработной платы:

Фонд отпускных

где Д отп - заработная плата во время отпуска, которая определяется

Фонд государственных обязанностей

где: Д осн.з/п - зарплата за 1 день в % от основного фонда заработной платы

Фонд дополнительной заработной платы

Фонд основной и дополнительной заработной платы:

Отчисление на специальное страхование составляет 7,7% от фонда основной и дополнительной зарплаты. Это составит 4020,5959 руб.

Основная и дополнительная зарплата с отчислением на социальное страхование составляет 56236,126 рублей.

Среднемесячная заработная плата

где 12 - число месяцев в году.

Для составления графика сменности необходимо рассчитать число бригад

принимаем 4 бригады

В нашем случае 41-часовая неделя. Бригада работает по 4 дня в каждую смену. В каждую смену цикл составляет 16 дней.

А, Б, В, Г - 1, 2, 3, 4

1 см => 2 см 16 ч + 24 ч + 8 ч = 48 ч

2 см => 3 см 8 ч + 24 ч + 16 ч = 48 ч

3 см => 1 см 0 + 24 ч + 24 ч = 48 ч

Необходимо спланировать общее количество часов отдыха за 12 (4 дня х 3 смены) циклов.

2. 2190 - 2077 = 113 часов

Эти 113 часов отдыха компенсируются за счет дополнительных отпусков и увеличения времени на обеденный перерыв.

Проведем анализ экономической эффективности

Рентабельность определим по формуле

Фондоотдача:

П = (Ц - С) Q отсюда

П = (1,8 - 1,32) 35200 = 16896

где Ц - цена детали, С - себестоимость, Q - годовая программа детали.

Замена масла на поликриамит ПК.

Масса детали на всю программу: [кг]

m = Q Р = 35200 0,703 = 24745,6

Потребность в масле марки И20 в год составляет:

Q = Q W = 35200 42,8 = 15065,6 т

По базовой технологии затраты на полимер ПК-2

b = Q W ПК-2 = (35200 0,703) 426,5 =

24,746 426,5 = 10553,99 руб.

где Q - годовая программа детали, т

W ПК-2 - стоимость ПК - 2 руб/т

Экономия от улучшений условий труда и сокращения заболеваемости рабочих.

9,67 (15065) 24,746 0,077 = 1842,56

Экономия тепла и электроэнергии от исключения вентиляционных установок составит:

Э т = С W ву F ву

где С - установленная мощность вентилятора

W ву - стоимость 1 кВт электроэнергии

F ву - годовой фонд времени работ вентиляционных устройств, час

Э т = 0,17 0,011 5840 = 1074 руб.

Годовой эффект от внедрения полимера

Э т = (W m W ПК-2) Q + Э т + Э зр + Э с

где W m - стоимость масла, руб./т

W ПК-2 - стоимость полимера, руб./т

Э т - экономия электроэнергии

Э с - зарплата слесаря вентиляционщика (3 разряда)

Э т = (0,29 - 0,12) 35200 + 1074 + 1842,56 + 1552 =

= 7348,56 руб.

Срок окупаемости:

Таким образом, экономический эффект за счет внедрения полимера обосновано снижением себестоимости продукции по сравнению с закапочной средой масло И20, трудоемкостью и минимальным сроком окупаемости.

6. Автоматизация производства

Непрерывное увеличение производства металла в стране и повышение качества продукции из металла является одной из главных задач народного хозяйства.

Важнейшее место в решении этой проблемы занимает автоматизация производственных процессов. Автоматизация является ведущим направлением, основной формой организации труда на базе достижений науки и техники, главным решающим средством, обеспечивающим технический прогресс народного хозяйства страны.

В настоящее время в металлургической и машиностроительной промышленности широко внедряют системы автоматического управления различными процессами, в частности, металлургическими печами и нагревательными устройствами.

Успех работы этих систем во многом определяется возможностью получения достоверной информации о ходе технологического процесса.

Правильное решение задач, получение исходной информации как на стадии разработки систем, так и на стадии эксплуатации позволяет достичь значительного технического и экономического эффекта, а также облегчает труд обслуживающего персонала.

Автоматизация проникла во все отрасли промышленного производства и играет большую роль при решении вопросов совершенствования и развития технологии.

Механизация и автоматизация производственных процессов позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, сократить производственные затраты.

Постановка задачи автоматизации

Контроль и регулирование температуры в электрошахтных печах осуществляется по схеме, изображенной на чертеже.

Термоэлектрический термометр помещается в рабочее пространство печи и вырабатывает термо э.д.с., соответствующей температуре печи. Сигнал от термометра подается на вход потенциометра. В потенциометр встроено задающее устройство и позиционный регулятор.

Если температура в печи меньше заданного значения, то контакты позиционного устройства замкнуты, а следовательно по катушке магнитного пускателя идет ток, тогда он электронагреватели подается сигнал. При достижении в печи заданного значения температуры контакты позиционного устройства размыкаются, катушки магнитного пускателя обесточиваются и подача электроэнергии к нагревателям прекращается.

Контроль и регулирования температуры и давления газа в электрошахтных печах осуществляется по схеме.

Электрошахтные печи имеют автоматическое регулирование и регистрацию температуры, осуществляемое термопарами и приборами теплового контроля, установленными на щитах управления. для обеспечения безопасности на электрошахтных печах имеются следующие блокировки:

- отключение нагревателей и вентилятора при подъеме крышки;

- отключение нагревателей при прекращении подачи воды для охлаждения или подогрева вентилятора.

Температура в электрошахтных печах измеряется прибором теплового контроля, расположенного на щите управления. Также размещаются пусковая аппаратура и приборы электрического контроля.

Датчиком температуры в печи служит термопара. Давление измеряется монометром. В печи регулируется расход газа, который измеряется расходометром.

Технологический процесс как объект управления

Важнейшим параметром, характеризующим процесс нагрева, является температура. Поэтому от того, насколько точно измерена темп ература, и от точности ее поддерживания в основном зависит качество нагрева или термообработки. Если температура меньше заданного значения, то приходится подогревать, если же температура зависима от времени выдержки и она больше, чем заданная, то происходит перегрев, то есть оплавление.

Также автоматически регулируется защитная атмосфера в печи - эндогаз. Применение контролирующих поверхность изделий устройств от окисления и обезуглероживания, повышает целостную прочность и долговечность на 15-30%, а достигаемая экономия металла в виде отсутствия окаменообразования составляет до 3-5% от массы садки.

Работа функциональной схемы автоматизации

Термоэлектрическая термопара ТХА (1.1), помещенная в рабочее пространство печи, вырабатывает термо э.д.с., по значению соответс твующую определенной температуре сигнал, посланный от термометра (1.2), поступает на вход потенциометра КСП-4 (1.3).

Из потенциометра электрический сигнал, соответствующий измеряемой температуре, поступает на позиционный регулятор (1.4). Одновременно на позиционный регулятор поступает сигнал от задатчика (1.5). От регулятора сигнал поступает в уменьшительное устройство, усиливается и управляет исполнительным механизмом, который через систему рычагов и тяг изменяет положение заслонок и прекращает подачу электроэнергии.

Универсальный переключатель УП имеет положение А при автоматическом управлении и при ручном управлении, осуществляемый кнопками КУ.

Регулятор непрерывно изменяет подачу топлива для термической обработки, чтобы температура в рабочем пространстве печи оставалась постоянной, несмотря на различные возмущения.

Схема работает следующим образом: с изменением положения заслонки в газопроводе, в результате работы регулятора температуры изменяется расход газа, а следовательно, и период давления, который по газоотводящим трубкам воздействует на чувствительный элемент дифнонометра. В нем значение перепада давления преобразуется соответствующим значением на измерительный прибор.

Сигнал от измерительного прибора через усилитель поступает в обмотку возбуждения задатчика, в выходе которых смещается сигнал, пропорциональный расходу топлива. Усилитель предназначен для усиления сигнала, поступающего от измерительного прибора до направления, необходимого для питания обмотки возбуждения задатчика.

После регулятора соответственный сигнал поступает на усилительное устройство и управляет направлением вращения вала исполнительного механизма, который через систему рычагов и тяг изменяет положение заслонки, расположенный в воздухопроводе.

С изменением положений заслонки изменяется расход воздуха, воспринимаемый дифнамометром и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый на измерительный прибор, а затем на регулятор соотношения. Для переключения автоматического управления на ручное устанавливается универсальный переключатель ЗУП. При ручном управлении пользуются кнопками управления ЗКУ. Для печей с площадью пода до 10 м 2 используется в основном автоматическое регулирование.

7. Охрана труда и окружающей среды

Анализ вредных и опасных производственных факторов термического участка

Проектируемый участок термического цеха входит в состав Та шкентского тракторного завода. Режим работы участка - трехсменный.

Термическая обработка стали, валика блокирующего устройства связана с потреблением электроэнергии, природного газа, что требует особой внимательности в работе, знания и строгого соблюдения правил работы. На проектируемом участке имеются следующие производственные опасности и вредности:

а) взрывоопасность

б) электроопасность

в) радиационная опасность

г) пожарная опасность.

1. Выделение окиси углерода - очень ядовитого газа, который вызывает удушье и отравление, происходит при неполном сгорании природного газа и других видов топлива, а также утечки при погасании свечки у двери (крышки) печи. В соответствии с СН-245-71 содержание окиси углерода не должно превышать 20 мг/м 3 .

В нагревательных печах потери газа через кладу достигает иногда 11% расхода тепла. При неосторожном обращении это может привести к воспламенению или взрыву. В также выделение тепла снижает давление воздуха, что вредно для здоровья человека.

Выделение вредных газов, таких как, метан, эндогаз, аммиак в пространство участка требует защиты рабочего персонала от их воздействия. Температура воспламенения и пределы взрывоопасности приведены в таблице 1.

2. Воздействие электрического тока на человека может вызвать опасные для здоровья последствия и привести к смерти, причем вероятность смертельного исхода при поражении электрическим током очень велика.

Источником повреждения служит непосредственное тепловое, химическое и другое воздействие электрического тока на живой организм или непосредственное воздействие чрез физиологические реакции, возникающие в ответ на раздражения, которые выражаются, начиная с неприятного раздражения или локальной судороги, и заканчивая смертельным исходом.

Причинами являются воздействие электрического тока через дугу; непосредственное соприкосновение с открытыми токоведующими частями и проводами; соприкосновение с электропроводящими деталями и узлами конструкций и т.д.

Подобные документы

Производственная программа термического участка. Расчет времени нагрева и выдержки деталей при отпуске. Контроль процессов термической обработки. Обоснование выбора оборудования. Определение глубины закаленного слоя. Параметры охлаждения индуктора.

дипломная работа , добавлен 29.04.2015


Выбор типа заготовки для втулки. Назначение и оценка экономической эффективности вариантов технологических маршрутов обработки поверхности детали. Расчет промежуточных и общих припусков. Определение рациональных режимов резания и технических норм времени.

курсовая работа , добавлен 29.05.2012


Сырье в промышленности: классификация, добыча, обогащение сырья. Сущность, назначение и виды термической и химико-термической обработки. Современные способы обработки металлов резаньем. Сущность технологических процессов обработки на токарных станках.

контрольная работа , добавлен 10.11.2008


Проектируемый участок предназначен для термической обработки шевинговального инструмента. Обзор термической обработки шевера, выполненного из стали Р18, предназначенного для шевингования незакалённых зубьев зубчатых колёс срезанием тонкой стружки.

курсовая работа , добавлен 24.12.2008


Общие сведения о детали "Днище", анализ технических требований к ней. Порядок проектирования эскиза заготовки и расчет ее размеров, а также установление маршрута обработки. Определение и обоснование режимов резания и технологических норм времени.

курсовая работа , добавлен 05.02.2018


Общая характеристика методов термической обработки. Разработка операций термической обработки детали. Температура нагрева, продолжительность выдержки в печи, скорость охлаждения. Оборудование для термической обработки. Дефекты термической обработки.

курсовая работа , добавлен 29.05.2014


Определение последовательности технологических операций механической обработки детали "Вал". Обоснование выбора станков, назначение припусков на обработку. Расчет режимов резания, норм времени и коэффициентов загрузки станков, их потребного количества.

курсовая работа , добавлен 29.01.2015


Проектирование участка химико-термической обработки зубчатых колёс коробки передач с раздаточной коробкой. Выбор марки стали и разработка технологического процесса термообработки. Выбор печи для цементации и непосредственной закалки. Расчет оборудования.

курсовая работа , добавлен 08.06.2010


Определение роли и места термической и химико-термической обработки. Выбор станочных приспособлений, инструмента и средств измерения. Расчет приспособления на точность. Расчет режимов резания и норм времени. Проектирование фрезерного приспособления.

дипломная работа , добавлен 23.05.2013


Формирование и обоснование процесса термической обработки втулки шлицевой карданного вала. Характеристика материала и описание технологических операций. Возможные дефекты закалки и принципы их устранения, используемые методы и приемы, оборудование.

Основными цехами машиностроительных предприятий является подготовительные, или "горячие", цехи (литейные, кузнечно-штамповочные, термические) и "холодные" (механические, механосборочные). В "холодных" принадлежат сварочные производства, цеха металлопокрытий.

В зависимости от вида и назначения производства особое значение могут иметь те или иные технологические процессы, например, в судостроении - электросварочные операции; в самолетостроении - клепки; на заводах тяжелого и транспортного машиностроения, автомобильных и тракторных заводах - литейные и кузнечные цеха и др.

Литейное производство

Среди процессов обработки металлов по разнообразия операций и условий работы литейное производство остается одним из самых сложных и трудоемких.

Технологический процесс литейного производства заключается в получении изделий путем заливки металла в непостоянные формы (разрушающихся преимущественно земляные) или в постоянные формы из металла (кокильное литье) или других материалов.

По виду металла различают чугунное, стальное, цветное литье.

Основными процессами литейного производства являются: подготовка шихтовых материалов для плавки, загрузка в печи, плавка металла; выпуска и заливки металла в формы; выбивку затвердевших изделий из форм; обрубки и очистки изделий. Параллельно проводится подготовка формовочной и стержневой земли, приготовления форм и стержней. Плавка металла выполняется в плавильных печах: чугун выплавляется в вагранках (тип шахтной печи) сталь - обычно в электродуговых печах; цветные металлы и их сплавы получают путем плавки в электропечах. При приготовлении формовочной земли и стержневых смесей, формировании опок, вибивци литья из форм и очищении, ремонте огнеупорной кладки плавильных печей работники подвергаются интенсивному воздействию пыли. Содержание свободного диоксида кремния в пыли достигает 20-30% и более. Самые высокие концентрации пыли (до десятков миллиграммов на 1 м 3) могут наблюдаться при приготовлении смеси, вибивци и очистке литья.

Воздух литейных цехов нередко загрязняется различными токсичными веществами. Они выделяются при плавке и заливке металла, изготовлении стержней, сушке ковшей и во время других процессов. Как правило, может появиться оксид углерода, в основном образуется при горении топлива в вагранке, выгорании органических составляющих с формовочной земли и стержней. При работе печей на твердом и жидком топливе в воздух рабочих помещений может выделяться сернистый газ, аммиак, бензол.

С применением новых химических материалов и средств производства форм и стержней значительно расширился спектр токсичных веществ в воздухе помещений литейных цехов.

Процесс заливки металла в оболочковые формы сопровождается сублимацией и пиролиза закрепителя. При этом выделяются пары фенола и оксида углерода, а также продукты деструкции в виде акролеина, полициклических ароматических углеводородов, в том числе и бензпирена.

При получении литейных форм с помощью С02 - процесса в литейном производстве - в случае нарушения технологических и санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне концентрация С02 увеличивается в 8-5 раз по сравнению с нормальным содержанием этого газа в воздухе, уже может негативно сказаться на самочувствии работников.

Использование добавок, содержащих хром, и оксидов хрома в производстве стержней и форм с жидких самотвердних смесей приводит к поступлению в окружающую среду соединений хрома, имеющих, как известно, выраженные аллергические свойства. При литье по газифицируемым пенополистироловых моделями может выделяться стирол и продукты его деструкции.

Кузнечно-прессовые и термические цеха

Технологические процессы в таких цехах характеризуются присутствием в воздухе рабочей зоны оксида углерода, оксидов азота, пыли, пара масел, цианистого водорода и др. Термическая обработка предназначена для предоставления металла определенных физико-химических свойств - твердости, вязкости, упругости, электропроводности и т.д. - путем нагрева до заданной температуры (от 450 до 1300ºС) и последующего охлаждения в определенных средах. Различают термическое закалки, отпуск, томление, отжиг металла. В необходимых случаях в поверхностный слой металла дополнительно вводят различные химические элементы и соединения: углерод (цементация), цианистые соединения (цианирования), азот (азотирования) и др.

Нагрев заготовок выполняют в пламенных печах, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе, и в электропечах. Для равномерности нагрева изделия можно помещать в специальные ванны с расплавленным свинцом, солями хлорида бария, селитры. Цементация осуществляется нагреванием в древесном угле с примесью углекислой соды или в ваннах с цианистым соединениями; азотирования - в струе аммиака при температуре около 500 ° С. Достаточно распространенной является термообработка металла токами высокой частоты путем применения индукционного нагрева в высокочастотном электромагнитном поле.

Самым распространенным средством термической обработки является погружение изделий после нагрева в закалочные ванны с минеральными маслами.

Воздух рабочей зоны в термических цехах загрязняется различными химическими веществами, состав которых определяется технологией производства. При применении в качестве топлива угля с высоким содержанием серы и багатосирчаного мазута воздушную среду насыщается сернистым газом. В воздух поступает также оксид углерода от нагревательных и закалочных установок, его концентрация периодически может превышать ПДК.

Закалка в ваннах с минеральными маслами сопровождается выделением паров углеводородов и продуктов их пиролиза. При плохой работе вентиляции концентрации этих веществ могут быть значительными.

При цементации изделий с использованием цианида натрия или калия, а также при цианировании в ваннах с расплавленными солями цианистой кислоты происходит выделение цианидов, однако при надежной работе местной вытяжной вентиляции концентрации цианистого водорода и цианистых солей в воздухе рабочей зоны обычно не превышают предельно допустимых.

Работа на свинцовых ваннах сопровождается загрязнением воздушной среды парами свинца; свинец оказывается в смывах рук и на спецодежде Закальщик.

При азотировании воздух загрязняется аммиаком.

Применение термообработки металлов токами высокой частоты при отсутствии надежного экранирование приводит к воздействию на операторов высокочастотных электромагнитных полей.

Механические и механосборочные цеха. Технологические процессы в этих цехах являются источниками туманов, эмульсий, масел, мелкодисперсной абразивной пыли на участках шлифовки и полировки, паров бензина, этанола на участках промывки и обезжиривания деталей.

В механических цехах выполняются все виды холодной обработки металла на станках. В процессе обработки металла необходимо охлаждение режущего инструмента и обрабатываемого изделия, в связи с чем они густо смачиваются смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ). Такими жидкостями являются минеральные масла, их эмульсии, щелочные растворы некоторых синтетических веществ. Для предоставления определенных качеств в состав СОЖ включают различные добавки (присадки): сульфонаты, нитраты, нитриты, соединения молибдена, хрома, серосодержащие соединения, триэтаноламин, поверхностно-активные вещества.

Наибольшее применение имеют эмульсии, которые являются 3-10% водным раствором минерального масла, нафтеновых и олеиновой кислот и неорганических щелочей (кальцинированной соды), некоторых присадок.

В процессе использования смазочно-охлаждающих жидкостей их первоначальный состав может изменяться вследствие загрязнения металлическими отходами, термической деструкции, исчезновение отдельных веществ, а также частично в результате микробиологических преобразований.

СОЖ и смазки при их вдыхании способны вызвать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Щелочные растворы и некоторые присадки, входящие в состав СОЖ, могут вызвать дерматиты. Опасность возникновения дерматитов увеличивается при механической обработке легированных сталей, содержащих такие сильные аллергены, как хром и никель, которые способны растворяться в щелочных средах.

Процессы абразивной обработки металла (шлифовка, полировка, заточка) сопровождаются выделением в воздух минерально-металлической пыли. Его концентрация зависит от вида абразивного инструмента, характера обрабатываемого металла, сухого или влажного способа обработки, эффективности пылеотсоса устройств. Соотношение минерально-металлических компонентов пыли зависит от качества абразива и прочности металла; обычно на одну весовую часть абразивной пыли приходится 40-45 частей металлического. Абразивная пыль состоит из корунда Аl2O3 или карборунда SиС. Свободный диоксид кремния SiO2, входящий в состав соединений, не превышает 2-8,5%.

При правильной эксплуатации местной пылеотсасывающей вентиляции концентрацию пыли можно поддерживать в допустимых пределах. Пылевые заболевания проявляются в виде катаров верхних дыхательных путей "пылевых бронхитов и пневмоний у работников механических цехов с большим стажем.

Сварочное производство. Технологические процессы такого производства включают большую группу процессов соединения, разъединения (резки), наплавки, напыления, спекание, пайки, локальной обработки и др. Эти процессы проходят с применением на месте обработки термической, термомеханической или электрической энергии. Наиболее широко применяются термические процессы с использованием энергии химических реакций (горение горючих газов в кислороде), электрической энергии (электродуговые, электрошлаковые, плазменные, электронно-лучевые процессы и др.), А также энергии звука и света (процессы ультразвукового, лазерной сварки, резки, прошивки отверстий, термообработки и т.д.). При термомеханическом сварке используется горячий механическое сжатие (газопрессовая индукции, контактное, диффузное сварки и т.д.).

Основными вредными факторами процесса электродуговой сварки является сварочный аэрозоль, содержащий пыль, пары и газы (например, фтористые соединения, оксид углерода, оксиды азота, озон и т.п.); УФ-излучения; брызги расплавленного металла и шлака. Состав пыли и газов, которые образуются при сварке, зависит, главным образом, от состава электродных покрытий. Основу пыли составляют оксиды железа, а примесями являются соединения марганца, хрома, никеля, ванадия, молибдена и других металлов, входящих в сварочная проволока, покрытия или в расплавленный металл.

Наиболее вредно влияют оксиды марганца и фтористые соединения, их содержание по сравнению с оксидами железа является конечно небольшим, однако вследствие своей токсичности они имеют решающее значение при выборе типа электродов и покрытий. Необходимо применять электроды с наименьшим содержанием марганцевых и фтористых соединений.

При всех видах сварки образуется озон и оксиды азота (главным образом, оксид азота, а в отдельных случаях и диоксид азота). При неполном сгорании углерода, содержащегося в металле, образуется оксид углерода, В зоне дуги оксид углерода появляется за счет диссоциации углекислого газа, используемого в качестве защитного газа. Озон, оксид азота и оксид углерода имеют высокую токсичность.

Пыль, образующаяся при сварке, является высокодисперсной, количество частиц диаметром менее 1 мкм составляет 98-99%. Длительное воздействие сварочного аэрозоля может стать причиной заболевания электросварщиков на пневмокониозы.

Концентрация аэрозоля в зоне дыхания сварщика составляет 5,1-12,2 мг / м 3. Концентрация оксидов марганца в зоне дыхания рабочих, обслуживающих автоматы, колеблется от 0,11 до 0,7 мг / м 3.

При сварке вольфрамовым электродом плавится в среде аргона, основными вредными факторами являются озон, а также тепловое воздействие открытого дуги. Выделения при этом электросварочного аэрозоля и окислов марганца незначительное.

Наиболее неблагоприятные санитарно-гигиенические условия имеют место при напылении и резке металлов электродуговым способом и с использованием плазменной струи. Эти процессы сопровождаются сильной загазованностью и опылением воздушной среды, во много раз превышают предельно допустимые значения. Токсичность вредных веществ зависит от обрабатываемых материалов. При плазменном напылении и резке металлов вредными факторами являются пыль, газы, тепловое и ультрафиолетовое излучение.

Гальванические цеха. Технологические процессы гальванических цехов являются источниками выделения в воздух рабочей зоны токсичных веществ.

Поверхности многих изделий машиностроительной промышленности для защиты от коррозии, обеспечения прочности и с декоративной целью покрывают другими металлами (никелем, медью, цинком, хромом, кадмием, оловом, серебром, золотом и т.п.). Одним из самых распространенных способов металлопокрытие является гальваностегия. Суть этого способа заключается в осаждении на поверхности металлоизделия тонкого слоя защитного металла из раствора электролита путем пропускания постоянного тока. Этот процесс проводится в специальных гальванических ваннах, заполненных водными растворами кислых солей (сернокислый никель, сернокислая медь, сернокислый цинк) или щелочных комплексных солей (цианистых соединений цинка, меди, кадмия, алюминия, серебра).

В ванну помещают изделие, подлежащего обработке (покрытию) и который служит катодом, вторым электродом (анодом) является угольный или металлический стержень. В результате диссоциации электролита происходит отложение ионов металла на изделии (катоде). При этом с поверхности жидкости выделяются пузырьки газа (водорода, кислорода и др.), Что несут с собой электролит в виде тумана.

Поверхность деталей перед нанесением покрытия подвергают механической, химической или химико-механической обработке. К механической обработки принадлежат шлифовки и полировки, очистка с помощью ультразвука; химическая обработка заключается в пищеварении и обезжиривании с помощью сильных неорганических кислот (соляной, азотной, серной) и органических растворителей (бензина, трихлорэтилена) и др. Завершающим этапом гальванического покрытия является, как правило, полировки изделий на станках с войлочными (с абразивной накаткой) или тканевыми кругами, на станках с бесконечной абразивной лентой с применением специальных полировальных паст.

Условия труда работников гальваников характеризуются прежде всего постоянным контактом с различными химическими соединениями. Попадание концентрированных кислот и щелочей на кожу и в глаза может вызвать химические ожоги. Пары и туманы многих химических соединений (аммиака, оксидов азота, хлористого водорода, серной кислоты и др.) Раздражают верхние дыхательные пути. Применяемые для обезжиривания деталей бензин, дихлорэтан и другие вещества также являются источниками загрязнения воздуха производственных помещений.

Отравление цианистым водородом в гальванических цехах потенциально возможно при случайном смешивании цианистых электролитов и сильных кислот.

Профилактические и оздоровительные мероприятия. Архитектурно-планировочные мероприятия должны предусматривать максимальное разрешение виробничних участков. Это позволит предотвратить распространение неблагоприятных факторов производственной среды: пыли, токсичных газов и веществ.

Коренному улучшению условий труда способствует укрупнению, централизация различных производств в машиностроении (например, литейных). На таких больших только что созданных предприятиях, а также реконструированных литейных производствах проводят поточные методы литья, комплексную механизацию и автоматизацию трудоемких и вредных процессов и операций. К профилактическим и оздоровительных мероприятий относятся автоматизация процессов землеприготування (измельчение, дозирования, смешивания) использование пневмотранспорта для перемещения сыпучих материалов; оборудования узлов, где образуется пыль, вытяжной вентиляцией; применение автоматических формовочных машин и набивных решетки; внедрение электрогидравлической выбивки стержней, замена обрубки литья газоплазменной резкой, электроискровой обработкой и другими современными способами.

Сокращению трудоемких и вредных условий труда по очистке литья способствует внедрение прогрессивных технологических методов литья - в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное литье, литье под давлением и др.

Созданию необходимых параметров воздушной среды способствует рационально организована вентиляция. На участках с повышенным пилоутворенням используются местные отсосов, они также эффективны на участках с газовыделением. Улучшает состав воздушной среды перевод плавильных печей на электронагрева (вместо пламенного).

На участках без избыточного пылевыделения организуется общеобменная приточно-вытяжной вентиляции. Рабочие места вблизи плавильных печей, на разливке металла и т.д. оборудуются местной приточной вентиляцией - воздушными душами.

При применении способов литья, при которых в состав формовочных материалов входят вредные химические вещества или вещества образуются в результате сублимации или деструкции химических соединений, необходимо осуществлять систему специальных мероприятий: приготовление особо агрессивных смесей должна проводиться в специальных герметизированных установках, в изолированных помещениях, при полной механизации всех операций; места заливки должны быть оборудованы эффективной местной и общеобменной вентиляцией, также применяется для удаления сварочного пыли, вредных веществ и газов из рабочего помещения, где выполняются различные виды сварочных технологических процессов.

Первостепенное значение в оптимизации условий труда гальваников принадлежит автоматизации, механизации производственных процессов и дистанционном управлению ими, что позволяет исключить контакт оператора с опасными и вредными производственными факторами. С целью локализации и удаления вредных веществ, выделяемых с поверхности жидкостей гальванических ванн, последние должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией типа бортовых отсосов. В зависимости от ширины ванны устраивают одно-, двобортови отсосы и двобортови отсосы со сдуванием. При правильном устройстве и эксплуатации местной вытяжной вентиляции обеспечивается положительное гигиеническое эффект. Чтобы предотвратить образование и выделению цианистого водорода в результате контакта цианистых солей с сильными кислотами и щелочами, цианистые ванны необходимо устанавливать в отдельных помещениях или на удаленных участках. Категорически не допускается совместное спуска цианистых и кислых растворов в канализацию. Цианистые и кислотные ванны следует оборудовать самостоятельными системами вытяжной вентиляции, чтобы предупредить возможность образования циан-стого водорода в вытяжных установках. Мощная вытяжка гальванических ванн должна быть компенсирована организованным притоком.

Термическая обработка металла предназначена для повышения некоторых важных его свойств - твердости, износостойкости и др.

С этой целью изделие, изготовленное из металла, подвергается специальной термической обработке, которая в зависимости от технической задачи может проводиться различными способами. Нагрев производится в печах и ваннах до различных температур высоких (до 1300°) и низких (100-500°). Применяется быстрый нагрев с последующим быстрым охлаждением (закалка) и медленный нагрев с медленным охлаждением (отпуск). Нагрев и охлаждение могут происходить в различных средах.

При нагревании в твердых порошкообразных средах, например, древесном угле с примесью соды, в поверхностный слой металла вводится углерод (цементация в твердом карбюризаторе).

Нагрев и отпуск в жидких средах обеспечивают большую равномерность. С этой целью для нагрева металла применяются различные ванны - с расплавленным свинцом, расплавленными солями, масляные ванны. При жидкой карбюризации в ваннах с цианистыми солями в поверхностный слой металла вводится циан (цианирование). Наконец, введение в поверхность металла азота (азотирование) производится в специальных печах в потоке аммиака.

Для поверхностного нагрева металла в последнее время начали широко применяться машинные и ламповые генераторы токов высокой частоты.

Наиболее вредными участками термического производства являются участки цианирования и закалки в свинцовых ваннах, где наряду с выделением в воздух в разных количествах паров свинца и цианистого водорода происходит загрязнение кожных покровов цианистыми соединениями и свинцом, что может привести к профессиональным отравлениям, особенно свинцом.

В термических цехах возможно выделение паров углеводородов от масляных ванн, небольших количеств аммиака при нитровании. Концентрация этих веществ в воздухе при эффективных вентиляционных устройствах обычно ниже предельно допустимых.

Наряду с этим вследствие значительных тепловыделений от печей и нагретых деталей в термических цехах, особенно при обработке крупных деталей, в летнее время создаются неблагоприятные метеорологические условия.

Из мероприятий оздоровительного характера для термических цехов наибольшее значение имеют меры профилактики отравления свинцом и цианистыми солями. С этой целью цианистые и свинцовые ванны должны быть обеспечены эффективной местной вытяжной вентиляцией в виде бортового отсоса (см. главу XIV). Большое значение имеет соблюдение правил обращения с токсическими веществами и правил личной гигиены.

Для удаления избытков тепла и защиты от облучения в этих цехах необходимо провести те же мероприятия, что и в кузницах.

В улучшении условий труда большое гигиеническое значение имеет применение очищенного генераторного или природного газа для обогрева печей. Для предупреждения вредного влияния электромагнитных полей высоких частот при закалке токами высокой частоты необходима экранировка (см. главу IV).