Разработка конструкции теплообменника ∅ 600 мм и технологического процесса изготовления обечайки

Пояснительня записка.docx

Конструкция аппарата
1. Описание конструкции 6
2. Конструкционные материалы .7
1. Исходные данные 10
2. Определение расчетных параметров 10
3. Расчет обечайки ..12
5. Выбор стандартных фланцев штуцеров ..14
6. Расчет фланцевого соединения .15
8. Расчет трубной решетки 17
Технология изготовления обечайки
1. Характеристика детали ..24
2. Обоснование типа производства 24
3. Выбор заготовки детали .24
4. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления обечайки 25
5. Разработка операционного технологического процесса изготовления обечайки 27
Организация производства 30
Экономика производства ..33
Охрана труда и промышленная экология 54
Приложение 1. - Теплообменник. Спецификация 63
В химической технологии для согрева и охлаждения а также конденсации тепловых процессов применяют теплообменники. Процесс теплообмена - это самопроизвольный необратимый процесс переноса тепла от более нагретого тела к менее нагретому.
Наиболее распространены кожухотрубчатые теплообменники благодаря простоте конструкции и технологии изготовления. Изготавливают теплообменники типов: ТН - с неподвижными трубными решетками; ТК - с температурным компенсатором на кожухе; ТП - с плавающей головкой; ТУ - с V - образными теплообменными трубками; ТС - с сальником на плавающей головке. Теплообменники типа ТН имеют свои преимущества перед другими теплообменниками. Они наиболее просты и могут применяться при высоких давлениях и температурах однако в следствии возникновения температурных напряжений их нельзя применять при больших перепадах температур между трубками и кожухом.
КОНСТРУКЦИЯ АППАРАТА
1. Описание конструкции
Разрабатываемый аппарат предназначен для теплообмена между средами. Аппарат разделен на два пространства - трубное и межтрубное. В межтрубном пространстве температура t = 100°С и давление P = 0.3 Мпа а в трубном пространстве температура t = 180°С и давление P = 0.07 Мпа с взрывоопасной и пожароопасной средой. По ОСТ 26-291-94 трубное пространство имеет группу аппарата 1 а межтрубное - группу 4. Эскиз аппарата показан на рисунке 1. Камера 14 изготавливается из листового проката с последующей вальцовкой и сварной обечайки с днищем. Крышка 6 и камера 14 прикрепляется к корпусу аппарата на фланцах. Фланцевые соединения предусматриваются для того чтобы можно было производить очистку аппарата изнутри. Решетка 8 и 11 предназначены для разделения трубного пространства от межтрубного. В трубное пространство через штуцер 7 поступает пар который движется по теплообменным трубкам. Одновременно с этим в межтрубное пространство поступает вода через штуцер 10. По мере движения сред по пространствам происходит теплообмен.
- корпус; 2 - стержни; 3 - перегородки; 4 - трубки теплообменные; 5 7 10 12 -штуцера; 6 13-крышки; 8 11 - трубные решетки; 9 - опоры; 14 - камера.
Рисунок 1 - Эскиз аппарата
На рисунке 1 показана конструкция горизонтального теплообменника типа ТН который состоит из цилиндрического сварного корпуса 1 трубного пучка распределительной камеры 14 и двух крышек 6 и 13. Трубный пучек образован трубками 4 закрепленными в двух трубных решетках 8 и 11. Трубные решетки приварены к корпусу. Распределительная камера имеет выводной штуцер 12 и крышка вводной штуцер 7 для теплоносителя подаваемое в трубное пространство. Кожух же имеет два штуцера 5 и 10 для ввода и вывода теплоносителя направляемого в межтрубное пространство. Кожух устанавливается на двух опорах 9. Для обеспечения зигзагообразного движения теплоносителя в межтрубном пространстве установлены перегородки 3 зафиксированные стержнями 2. Первый теплоноситель направляется через через штуцер 7 попадая в крышку и проходит в трубное пространство. После этого теплоноситель попадает в распределительную камеру 14 и выводится через штуцер 12. Второй теплоноситель через штуцер 5 корпуса попадает в межтрубное пространство и благодаря наличию перегородок 3 проходит зигзагообразно до выходного штуцера 10. В результате этого процесса происходит теплопередача от горячего теплоносителя к холодному.
2. Конструкционные материалы
Таблица 1.1 - Условия применения и технологические свойства материалов
Технологические свойства
Пластичные хорошо обрабатываются резанием свариваются всеми видами сварки
Обечайки днища плоские фланцы и др. детали. Сталь кипящая не должна применятся в аппаратах даже сжиженных газов и с огневзрывоопасными средствами
Продолжение таблицы 1.1
Корпуса трубные пучки теплообменников патрубки и др. детали
Деформируются хорошо обрабатываются резанием свариваются электросваркой
Обечайки патрубы и др. детали
Ст3сп5 - сталь конструкционная углеродистая обыкновенная спокойная по распиливанию 3-номер марки
Сталь20 - сталь конструкционная качественная низкоуглеродистая содержание углерода 0.20%
Г2С - сталь конструкционная низколегированная марганцов - кремнистая
Принимаю материал прокладки - паронит ГОСТ 28759.6-90 плоский неметаллический.
Таблица 1.2 - Механический характеристики сталей
Обечайки днища опоры
Теплообменные трубки фланцы штуцера
Продолжение таблицы 1.2
Применение - t - расчетная температура; в т Е - соответственно предел прочности предел текучести модуль продольной упругости при расчетной температуре; в20 т20 Е20 - тоже при температуре 20°С. Для опоры аппарата выбираем сталь Ст3сп5. Предварительно в качестве материалов фланцев и штуцеров принимаем сталь 20. Принимаем материал болтов сталь 20 (6 с. 245).
Внутренний диаметр аппарата Д = 0.6 м.
Рабочее внутреннее давление в трубном пространстве Р = 0.07 МПа
Рабочее внутреннее давление в межтрубном пространстве Р = 0.3 МПа
Расчетная температура в трубном пространстве t = 180 °С
Расчетная температура в межтрубном пространстве t = 100 °С
Высота рабочей жидкой среды Н1 = 0.6 м.
Плотность рабочей жидкой среды в трубном пространстве ρ = 1.2 кгм3
Плотность рабочей жидкой среды в межтрубном пространстве ρ = 1000 кгм3
Высота воды при гидроиспытании Н2 = 0.6 м
Материал корпуса аппарата Ст3сп5
Материал теплообменных труб Сталь20
Скорость коррозии ТТ = 0.1ммгод
Срок службы = 10 лет
2. Определение расчетных параметров
2.1. Определение допускаемых напряжений
По таблице В1 (1 с. 28) для стали 20 при t = 180°С [] = 137.5 МПа [] = 147 МПа. Для стали Ст3сп5 при t = 100°С [] = 134 МПа [] = 140 МПа.
Допускаемое напряжение для условий гидроиспытания []л МПа определяем по формуле:
где nт20 = 1.1 - коэффициент запаса прочности для требуемого пространства
для межтрубного пространства
Модуль продольной упругости при расчетной температуре в трубном пространстве Е = 1.91·105 МПа в межтрубном пространстве Е = 1.83·105 МПа.
2.2. Определение расчетных давлений
Расчетное внутреннее давление Рр МПа определяем по формуле:
Рр = Р + gН1·10-6 (2.2)
где g = 9.8 мс2 - ускорение свободного падения для трубного пространства
Рр = 0.3 + 1000·9.8·0.6·10-6 = 0.31 МПа.
Расчетное давление для условий гидроиспытания Рn МПа определяем по формуле:
Рn = 1.25· Рр· + 0.01·H2 (2.3)
для трубного пространства
Рn = 1.25·0.07· + 0.01·0.6 = 0.10 МПа
Рn = 1.25·0.31· + 0.01·0.6 = 0.411 МПа.
2.3. Пробное давление Рnр МПа определяем по формуле:
Рnр = 1.25·Рр· (2.4)
Рnр = 1.25·0.07· = 0.09 МПа
Рnр = 1.25·0.31· = 0.41 МПа.
2.4. Прибавку к расчетной толщине С мм определяем по формуле:
где Ск - прибавка на коррозию
С = Ск = 0.1·10 = 1 мм.
2.5. Выбор коэффициента прочности сварного шва;
по таблице 1.1 (22 с. 3) принимаем группу аппарата в соответствии с ОСТ 26-291: для трубного пространства 1 группа для межтрубного пространства 4 группа.
Согласно требованию (22 с. 4) для аппарата принимаем объем контроля сварных швов: для трубного пространства е = 100% для межтрубного пространства е = 50%.
Принимаем для сварки продольных швов обечаек автоматическую сварку под слоем флюса коэффициент прочности сварного шва для трубного пространства γ = 09 для межтрубного пространства γ = 1.
2.6 Схема нагружения приведена на рисунке 2
а - нагружение внутренним давлением в рабочих условиях;
б - нагружение внутренним давлением в условиях гидроиспытания.
Рисунок 2 - Схема нагружения
3.1. Расчетная схема обечайки приведена на рисунке 3
Рисунок 3 - схема нагружения внутренним давлением
Расчет толщины обечайки для трубного пространства ведем на ПК
Расчет обечаек нагруженных внутренним давлением
Внутренний диаметр обечайки D = 0.600 м
Расчетное давление для рабочих условий Pr = 0.070 МПа
Расчетное давление для условий испытания Pu = 0.110 МПа
Коэффициент прочности сварного шва f = 1.00
Прибавка к расчетной толщине с = 0.0010 м
Допускаемое напряжение при расчетной температуре R1 = 137.5 МПа
Допускаемое напряжение для условий испытания R2 = 190.9 МПа
Расчетная толщина обечайки с учетом прибавки sp = 1.20 мм
Исполнительная толщина стенки обечайки s = 8 мм
Расчет толщины обечайки для межтрубного пространства введен на ПК
Расчет обечаек нагруженных внутренним давлением
Расчетное давление для рабочих условий Pr = 0.310 МПа
Расчетное давление для условий испытания Pu = 0.411 МПа
Коэффициен прочности сварного шва f = 0.90
Допускаемое напряжение при расчетной температуре R1 = 134.0 МПа
Допускаемое напряжение для условий испытания R2 = 200.0 МПа
Расчетная толщина обечайки с учетом прибавки sp = 1.80 мм
Расчетная схема днища приведена на рисунке 4
Рисунок 4 - Расчетная схема днища
Толщину днища Sд мм определяем по формуле:
где Sр - расчетная толщина днищ мм
С - прибавка на коррозию мм
где Sp1 - расчетная толщина стенки для рабочих условий мм
Sp2 - расчетная толщина спинки для условий гидроиспытания мм
Sр = ma 0.2] = 0.2 мм
Sд = 0.2 + 1 = 1.2 мм
Исходя из расчета по внутренним давлениям принимаем толщину днища равной толщине обечайки Sд = 8 мм.
5. Выбор стандартных фланцев штуцеров
5.1. Исходные данные:
Диаметр аппарата D = 0.6 м
Рабочее внутреннее давление в трубном пространстве Р = 0.07МПа
Рабочая температура в трубном пространстве t = 180°С
Рабочая температура в межтрубном пространстве t = 100°С
Материал теплообменных труб Сталь 20
Характеристика среды в трубном пространстве Взрывоопасная
Характеристика среды в межтрубном пространстве Невзрывоопасная
По таблице 13.6 (6 с. 230) при t = 180°С допускаемое давление Pд = 0.56 МПа.
Этому допускаемому давлению соответствует условное давление Pu = 0.6 МПа.
По таблице 13.1 (6 с. 212) принимаем стандартные стальные приварные впритык фланцы с шипом и пазом по ГОСТ 28759.2-90 на условное давление
Pu = 0.6 МПа Ду = 3400 - 4000 мм.
По рисунку 13.4 (6 с. 229) выбираем исполнение 3 и 4 с шипом и впадиной.
Обозначение стандартных аппаратных фланцев:
Фланец 3-600-6 09г2с ГОСТ 28759.2-90
Фланец 4-600-6 09г2с ГОСТ 28759.2-90.
По таблице 13.6 (6 с. 230) принимаем стандартные трубопроводные фланцы: для штуцеров А и Б стальные приварные встык с пазом а для В и Г стальные приварные встык с впадиной. Исполнение 1 и 3. Соответственно ответные фланцы штуцеров будут с шипом и с выступом. Исполнение 2 и 4.
Обозначение стандартных трубопроводных фланцев:
Фланец 1-200-16 сталь 20 ГОСТ 12821-80
Фланец 3-200-16 сталь 20 ГОСТ 12821-80.
Стандартными у аппарата являются штуцера: А Б В Г.
По таблице 10.1 (6 с. 173) Выбираем стандартные штуцера с фланцами приварными впритык: для А и Б с поверхностью паз по ОСТ 26-02-2068-83
Для В и Г с поверхностью впадина по ОСТ 26-02-2068-83: штуцера с Pu = 1.6 МПа; Ду = 50 - 500 мм с Pu = 0.6 Ду = 25 - 500 мм. Обозначение стандартных штуцеров;
Штуцер 200-16-3-сталь 20 ОСТ 26-02-2068-83
Штуцер 200-6-1-сталь 20 ОСТ 26-02-2067-83
По таблице 13.11 (6 с. 244) принимаем болты по ГОСТ 7798-70 и гайки по ГОСТ 5915-70.
6. Расчет фланцевого соединения
Расчет нагрузки определяем на ПК.
Расчет нагрузки фланцевого соединения
Тип фланца приварной встык
Внутренний диаметр D = 0.600 м
Расчетное давление Рr = 0.310 МПа
Наружный диаметр фланца Df = 0.740 м
Диаметр болтовой окружности D0 = 0.700 м
Средний диаметр прокладки Ds = 0.650 м
Диаметр болтов db = 0.020 м
Число болтов Zb = 28
Толщина втулки фланца в месте присоединения обечайки Sо = 0.008 м
Толщина основания втулки фланца S1 = 0.017 м
Высота втулки фланца Lf = 0.030 м
Ширина прокладки Bp = 0.013 м
Толщина прокладки Sp = 0.002 м
Материал прокладки паронит
Толщина фланца Hf = 0.035 м
Равнодействующая давления Qg = 0.1028 МН
Реакция прокладки Rp = 0.0206 МН
Температурное усилие Qt = 0.0038 МН
Коэффициент жесткости фланцевого соединения Кж = 1.53
Расчетная схема фланцевого соединения приведена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Расчетная схема фланцевого соединения
Производим проверочный расчет фланцевого соединения.
Болтовая нагрузка в условиях монтажа Pб1 МН определяется по формуле:
где Кж = 1.53 - коэффициент жесткости фланцевого соединения;
Qp = 0.1028 МН - равнодействующая давления;
Rп = 0.0206 МН - реакция прокладки;
Дnc = 0.650 м - средний диаметр прокладки;
b - эффективная ширина прокладки м;
q - 2- МПа - параметр определяющийся по таблице 13.28 (6 с. 265).
b - 0.513 = 6.5 мм = 0.0065 м.
Pб1 = max = max = 0.266 МН
Болтовую нагрузку в условиях испытания Рб2 МН определяем по формуле:
Рб2 = Рб1 т (1-Кж)Qp + Qt (2.11)
где Qt = 00038 МН - Температурное усилие
Рб2 = 0.266 + (1-1.53)0.1028 + 0.0038 = 0.22 МН.
Условия прочности болтов должно удовлетворять требованиям:
- расчетная площадь поперечного сечения болтов м2.
Определяем по таблице 13.27 (6 с. 264)
[]б - допускаемое напряжение для болтов МПа
Определяем по таблице 13.22 (6 с. 259)
Условие выполняется.
8. Расчет требуемой решетки
8.1. Исходные данные:
Внутренний диаметр корпуса Д = 0.6 м
Наружный диаметр трубы Dт = 0.024 м
Толщина трубы Sт = 0.002 м
Толщина стенки корпуса S = 0.008 м
Расчетная температура корпуса tк = 100°С
Расчетная температура трубок tт = 180°С
Материал корпуса ст3сп5
Материал трубок Сталь 20
Материал трубной решетки 09г2с
Прибавка на коррозию:
Со стороны межтрубного пространства С1 = 0001 м
Со стороны трубного пространства С2 = 0001 м
Шаг отверстий в трубной решетке t = 26 мм
8.2. Расчет температурных усилий
Осевое усилие Qt МН определяем по формуле:
где – коэффициент линейного расширения соответственно материалов трубок и корпуса 1°С определяем по таблице 1.6 (6 с. 14)
Ет Ек – модули упругости соответственно материалов трубок и корпуса МПа определяем по таблице 1.5 (6 с. 14)
- площади сечений трубок и корпуса соответственно м2.
Площадь сечения трубок Fт м2 определяем по формуле:
где d – внутренний диаметр трубы м
D = 0.024 – 2 0.002 = 0.020 м.
Fт = = 407 (0.0242 – 0.0202) = 0.056 м2
Площадь сечения корпуса Fк м2 определяем по формуле:
где Dср - средний корпуса м
Dср = 0.6 + 0.008 = 0.608 м.
= 3.14 0.608 0.008 = 0.015 м2.
После подстановки значений в формулу (2.14) получили
Температурное усилие действующее на одну трубку qт МН определяем по формуле:
8.3. Расчет усилий от давления
Осевое усилие от действия давления давления среды Qp МН
Определяем по формуле:
Qp = Рм (D2 - n dт2) + Рт n dт2 (2.20)
Qp = 0.3 (0.62 - 407 0.0242) + 0.07 407 0.0202 = 0.04 МН.
Напряжение растяжения в трубах и корпусе от давления среды т и к МПа определяем по формуле:
Усилие приходящееся на одну трубку qр МН определяем по формуле:
qр + т т = т (dт2 - d2) (2.22)
qр = 31.1 (0.0242 - 0.0202) = 0.0043 МН.
8.4. Расчет толщины трубной решетки
Расчетная толщина трубной решетки м определяем по формуле:
где См Ст К1 - коэффициенты;
[]р - допускаемое напряжение для материала решетки при расчетной температуре по таблице 1.3 (6 с. 11)
- коэффициент ослабления решетки отверстиями.
где ρ - отношение жесткости труб к жесткости корпуса.
Коэффициент К1 = 055 0.6 (с. 99). Принимаем К1 = 0.6.
Коэффициент ослабления решетки отверстиями определяем по формуле:
После подстановки формулы значений получим (2.24) (2.25) (2.23) значений получим:
= max = 0.014м = 14мм.
Исполнительная толщина трубной решетки Sр мм определяется по формуле:
Sp ≥ SR.P. + C (2.28)
Принимаем Sр = 35 мм.
8.5. Расчет соединения труб с трубной решеткой
При креплении труб сваркой условие прочности соединения труб с трубной решеткой имеет вид:
где = (2-3м - катет сварного шва принимаем = -3м;
- коэффициент прочности сварного шва
- допустимое напряжение на срез сварного шва = 1;
где []р - меньшее из значений для трубной решетки и труб при расчетной температуре []р = []т = 137 МПа.
[] = 0.5 137 = 68.5 МПа
- суммарное усилие приходящееся на одну трубку МН определяем по формуле:
ρ = 0.0054 + 0.0043 = 0.0097 МН
= = 64.3 МПа 68.5 Мпа
Условие прочности выполняется.
9.1. Расчет массы аппарата
Расчет массы аппарата ведем на ПК
Расчет массы кожухотрубчатого теплообменника
Внутренний диаметр кожуха D = 0.600 м
Толщина стенки обечайки кожуха s = 0.008 м
Толщина стенки верхнее (левого) днища (крышки) s1 = 0.008 м
Толщина стенки нижнего (правого) днища (крышки) s2 = 0.008 м
Диаметр трубной решетки Dp = 0.740 м
Толщина трубной решетки sp = 0.040 м
Длина обечайки кожуха Lk = 1.922 м
Длина цилиндрической части камеры или отбортовки днища L1 = 0.050м
Длина цилиндрической части камеры или отбортовки днища L2 = 0.300м
Длина труб Lt = 2.000м
Число труб Nt = 407м
Наружный диаметр труб dt = 0.020м
Масса аппаратных фланцев Mf = 82.0м
Масса штуцеров Mh = 84.0м
Плотность среды в трубном пространстве P1 = 1.2кгм3
Плотность среды в межтрубном пространстве P2 = 1000.0кгм3
Толщина слоя тепловой изоляции s1 = 0.100м
Плотность тепловой изоляции P1 = 600.0кгм3
Масса аппарата в рабочих условиях М1 = 2158кг
Масса аппарата в условиях гидроиспытания М2 = 1796кг
Масса аппарата в условиях монтажа М3 = 1477кг
Масса тепловой изоляции М1 = 383кг
8.2. Выбор стандартных опор;
Расчетная нагрузка Qp кН определяется по формуле:
где G - вес аппарат в условиях монтажа кг;
где G1 - вес в рабочих условиях кг;
G2 - вес в условиях гидроиспытания кг.
G1 = 2158 9.8 = 21148.2 Н
G2 = 1796 9.8 = 17600.8 Н.
G = max [21148.2 17600.8] = 21148.4 Н.
Qp = = 10574.2 Н = 10.6 кН.
где Q - номинальная нагрузка кН.
По таблице 14.1 (с. 275) принимаем Q = 80 кН.
Обозначение стандартных опор
Опора 80-608-1-2 ОСТ 26-665-79.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЕЧАЙКИ
1. Характеристика детали
Обечайка - это оболочка открытая с торцов.
Обечайка является основной частью корпуса аппарата. Материал - ст 3 сп 5.
-рабочее внутреннее давление Р=0.3 МПа;
-расчетная температура t=100°С.
Конструкционные особенности:
-внутренний диаметр Д=0.6 м;
-толщина стенки обечайки S=0.008 м;
-высота обечайки Н=0.40 м.
Материал обечайки ст3сп5 - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества поставляемая с гарантией механических свойств спокойная по раскислению 3 - номер марки.
Требования на изготовление обечайки (смотри на чертеже ДТ.ТМ.11051.00.010).
2. Обоснование типа производства
Принимаем что годовой выпуск обечаек равен 100 штук. Выбираем тип производства- единичное. Единичным называют производство в котором изготавливается очень широкая номенклатура продукции в небольших количествах причем отдельные виды продукции не повторяются в производстве или повторяются через определенные промежутки времени.
Единичное производство характеризуется невысоким уровнем специализации и концентрации использование рабочих-универсалов и универсального оборудования оснастки. За рабочими местами определенные операции не закрепляют частые переналадки оборудования большой удельный вес ручных работ.
3. Выбор заготовки детали
Вид заготовки - листовой прокат.
Вес заготовки определяем по формуле:
где Вч - чистый вес обечайки кг;
Кпер - коэффициент пересчета чистого веса изделия в черный.
Чистый вес обечайки определяем по формуле:
где Д - Внутренний диаметр обечайки
Н - высота или ширина развертки
S - толщина стенки обечайки
= 7.8 кгссм2 - удельный вес стали.
Вч = 3.14 60.0 40.0 0.8 7.8 = 41.2 кг.
Вз = 41.2 1.25 = 51.5 кг.
Коэффициент использования материала определяем по формуле:
где mρ = 41.2 кг -масса детали
mз = 51.5 кг - масса заготовки.
Величины припусков и допусков при выполнении технологический операций.
Допуск на размер при разметке листа:
- разность диагоналей 3.0 мм;
- допуск на сторону ± 2.5 мм.
Припуск на сторону при резке листа:
- на ножницах 3.0 мм;
- резка газовая 8.0 мм.
Размер заготовки 1884х1922х8
4. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления обечайки
Таблица 3.1 - Технологический маршрут изготовления обечайки
Наименование и содержание операции
Технологическое оборудование
Разметить заготовку в размер
Отрезать заготовку по разметке
Гильотинные ножницы Н3112
Продолжение таблицы 3.1
Разметить карты в размер
Пневмошлифмашина ИП2008
Проверить размеры диагонали карт фаску допуски
Вальцевать обечайку ø 600 мм с подгибкой кромок
Подготовить кромки под сварку
Собрать обечайку по продольным стыкам
Разметочная плита РП
Установить заготовку заварить продольный стык
Зачистить сварные швы
Срезать выводные планки
Пнемошлифмашина ИП2008
Маркировать сварные швы
Калибровать обечайку
Проверить отклонение по высоте диаметру овальность угловатость
Зачистить сварные швы произвести УЗД
Комплект рабочих инструментов.
Комплект инструмента разметчика:
рулетка Р2Н3К ГОСТ 7502-89 линейка ГОСТ 427-75 штангенциркуль ГОСТ 166-89 угольник ГОСТ 3749-77 угломер ГОСТ 5378-88 кернер ГОСТ 7213-72 молоток ГОСТ 7850-0034 ГОСТ 2310-70 кисть ГОСТ 10597-87 чертилка ГОСТ 7840-0012.
Комплект инструмента котельщика:
резак со шлангами электрододержатель ГОСТ 14651-78 маска- щиток очки со светофильтром мел кернер молоток ключи гаечные чертилка струбцина И5019.007.
Комплект инструмента газорезчика:
очки со светофильтром ГОСТ 12.4013-85 резак со шлангами ГОСТ 5191-79 зубило молоток щетка металлическая.
Комплект инструмента электросварщика:
маска ГОСТ12.4.035-78 электрододержатель ГОСТ 14651-78 щетка металлическая зубило молоток клеймо сварщика шаблон И5013.408 пенал для электродов.
Разрабатываемый мною технологический процесс почти полностью совпадает с заводским технологическим процессом. Это обусловлено тем что технологическая последовательность операций для изготовления обечаек в основном одинакова.
5. Разработка операционного технологического процесса изготовления обечайки
Рисунок 3.1 - эскиз сварного шва
Сварка автоматическая под слоем флюса.
Определяем величину сварочного тока:
где h- глубина провара мм;
К = 126100 - коэффициент пропорциональности
Определяем диаметр сварочный проволоки:
где l = 50 Амм2 - плотность тока
Сварочная проволока св-08А ГОСТ2246-70.
Определяем скорость перемещения дуги:
где dH = A+B Jd - коэффициент наплавки
H = 2.3 + 0.065 = 12.7 (3.7)
Определяем действительный коэффициент направки с учетом предварительного подогрева вылета проволоки сварочным током:
Определяем площадь сечения наплавленного штампа:
F = 0.75 l d + B S (3.9)
F = 0.75 162 + 28 = 40 мм2 = 0.4 м2
Определяем скорость подачи сварочной проволоки:
Расчет нормы времени аналитическим методом:
Тш = [(То + tв.ш.) l + tв.и.] К (3.11)
где К = 1.12 - коэффициент учитывающий затраты времени на обслуживания.
где Uсв - скорость сварки мч
tв.ш.= 5.5 мин- вспомогательное время связанное со свариваемым изделием;
l- расчетная длина шва включая заходные технологические планки.
l = 0.350 + 0.005 2 = 0.45 м
tв.и. = 5.4 мин- вспомогательное время связанное со свариваемым изделием
Тш = [(4 + 5.5) 0.45 + 5.4] 1.12 = 10.84 мин. = 0.18 ч.
Норма подготовительно-заключительного времени:
Тп.з. = 4.0 + 3.0 + 8.5 + 2.0 = 17.5 мин
где 4.0мин - получение производственного задания
0мин - ознакомление с работой
5мин - настройка автоматов
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
1. Организация рабочего места
Рабочее место представляет собой отдельный производственный участок оснащенный оборудованием и другими средствами труда соответствующие характеру работ. Организация рабочего места — это значит выбрать оснащение и правильно его разместить на площади рабочего места что ведет к эффективности использования оборудования и выполнению работ на них с наименьшими затратами труда. Для обеспечения бесперебойной работы в течении смены на рабочем месте должно находится необходимое количество заготовок инструмента и приспособлений и периодически пополнятся новыми материалами. Одной из наиболее важных характеристик рабочего места является эффективность его внутренней планировки. Планировка должно удовлетворять следующими требованиями: удобное расположение ящиков с инструментами заготовками и готовыми изделиями свободный обзор рабочего места экономия рабочего времени а также индивидуальное освещение вентиляция. Рабочее место закрепляется за рабочими на длительное время т.к. переход с одного места на другое требует некоторого времени на его освоение что приводит к снижению производительности труда.
2 Организация инструментального хозяйства
Инструментальное хозяйство является одним из важнейших вспомогательных производств машиностроительного предприятия.
Основными задачами инструментального хозяйства являются:
- своевременное и бесперебойное обеспечение цехов основного производства высокопроизводительной качественной и деловой в изготовлении оснасткой;
- внедрение прогрессивных видов оснастки;
- стандартизация оснастки;
- соблюдение правил эксплуатации инструмента и оснастки;
- восстановление изношенного инструмента и оснастки а также их стандартизация.
На каждом конкретном предприятии имеется своя форма организации инструментального хозяйства. Это зависит от серийности производства. Снабжение инструментом ведется через центральный инструментальный склад который выдает инструмент цеховым раздаточным кладовым в соответствии с установленным штатом.
Функции инструментального хозяйства:
- планирование потребности в инструменте;
- конструирование оснастки;
- обеспечения изготовления и ремонта в инструментальном цехе;
- заявки и контроль поставок стандартного инструмента;
- контроль за эксплуатацией инструмента перемещением и положением;
- контроль состояния режущих кромок.
Руководство инструментальной службой осуществляет инструментальный отдел.
3. Организация технического контроля
Контроль на предприятии осуществляет ОТК который является самостоятельным структурным подразделением. Возглавляет ОТК начальник отдела который подчиняется директору.
Основными задачами ОТК являются:
- предотвращении брака выпускаемой продукции;
- повышение ответственности каждого производственного звена.
- проверка исходных материалов инструмента и других ценностей;
- проверка продукции на все стадиях ее производства;
- контроль за соблюдением технологической дисциплины;
- оформление документов на изготавливаемую продукцию и документов на брак;
- проведение анализа брака;
- подготовка продукции к аттестации;
- разработка и внедрение прогрессивных методов контроля.
- предупредительный контроль материалов и первых деталей изготавливаемых после наладки оборудования;
- последующий производится после изготовления партии деталей с целью установления их качества;
- входной контроль материалов и заготовок перед их подачей в производство;
- промежуточный контроль после какой-либо операции;
- окончательный контроль после окончательного изготовления продукции.
- стационарный производится на рабочем месте контроллера куда поступают изготавливаемые детали;
- летучий производится на рабочем месте непосредственно.
Контроль бывает выборочный и сплошной. При сплошном проверяют всю партию продукции при выборочном несколько штук. Обечайки подвергаются рентгенконтролю сравнивают с шаблонами.
4. Организация ремонта оборудования
Система ремонтного и технического обслуживания производства применяется для обеспечения работоспособности технологического и подъёмно-транспортного оборудования других средств.
Основные задачи ремонтной службы:
- уход и надзор за действующим оборудованием;
- планово-предупредительный ремонт;
- модернизация имеющегося оборудования;
- изготовление запасных частей.
Техническое обслуживание выполняется эксплуатационным персоналом (наладчики) и обслуживающим персоналом (слесаря электрики).
Планово-предупредительные ремонты (система ППР) предусматривает проведения комплекса технических и организационных мероприятий по уходу ремонту и обслуживанию оборудования.
Суть системы ППР в том что все ремонты проводятся в определенной последовательности через установленное количество отработанных станко-часов.
Система ППР производится в плановом порядке и носит предупредительный характер.
Методы проведения ППР:
Послеосмотровый - проводится осмотр оборудования комиссией во главе механиков после чего составляют перечень назначают сроки и поочередность ремонта.
Периодический (плановый) - по срокам службы деталей и узлов; заранее составляется план-график ремонтов и осмотров сроки корректируются.
Стандартный - используется на автоматических линиях.
В зависимости от объема работ различают ремонты: малый (текущий) средний капитальный межремонтный осмотр.
Количество и последовательность ремонтов входящий в ремонтный цикл составляет структуру ремонтного цикла.
ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА
1 Расчет потребного количества оборудования
Технологический процесс изготовления обечайки приведен в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Технологический процесс изготовления обечайки
Наименование операции
Наименование оборудования
Листоправильная машина
Шлифовальная машина
Расчет количества оборудования ведется по типам оборудования по формуле:
где Тшт - суммарное штучное время по операциям выполняемым на данном типе оборудования час;
N = 100- годовой объем выпуска шт.;
Fд - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования час;
Квн = 1.0 - коэффициент выполнения нормы.
Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования при пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями определяется по формуле:
где в.д. - количество выходных дней (субботы и воскресенья) = 104 дня;
п.д. - количество праздничных дней = 10 дней;
п.п.д. - количество предпраздничных дней (продолжительность рабочего дня меньше на 1 час) = 8 дней;
Z - число смен работы оборудования;
Кр - коэффициент учитывающий время пребывания станка в ремонте (при двухсменном режиме работы принимается = 0.95).
При малом годовом выпуске изделий расчет оборудования вести бессмысленно. На сборочно-сварочных участках при последовательном виде движения предметов труда оборудование принимается по ходу технологического процесса т.е. по рабочим местам. На каждом рабочем месте может быть несколько типов оборудования – комплекс. Поэтому принимаем на каждый тип оборудования (или комплекс) по единице т.е. Сп = 6 ед.
Средний коэффициент загрузки оборудования определяем по формуле:
где Ср - общее количество расчетного оборудования;
Сп - общее количество принятого оборудования.
Значение Кср.з должно быть в пределах 0.8 0.85. Количество оборудования полученное расчетным путем недостаточно для создания самостоятельного участка и нормальной его загрузки. Дипломным заданием предусмотрена разработка технологии изготовления изделия только одного типоразмера то чтобы загрузить оборудование целиком годовой объем выпуска должен быть весьма большим. Поэтому необходима догрузка оборудования за счет
производства другой номенклатуры изделий выпускаемых на данном участке.
Для догрузки отбираем изделия в производстве которых участвует оборудование данного типа со средним коэффициентом загрузки Кср.з = 0.9 0.95.
Определяем годовой объем выпуска догружаемых деталей по формуле:
где Ку = 1.05 - коэффициент ужесточения норм времени для догружаемых деталей.
N общ = 2639 + 100 = 2739 шт.
Составляем сводную ведомость оборудования (табл. 5.2).
Таблица 5.2 - Сводная ведомость оборудования
Количество оборудования
размеры (длина и ширина)
Мощность электродви-гателей кВт
Общие затраты на оборудование с монтажом руб.
Общие затраты на всё оборудование с монтажом руб.
2 Расчет потребного количества работающих на участке
Определение потребного количества основных (производственных) рабочих ведется по каждой профессии и по каждому квалификационному разряду отдельно.
Количество производственных рабочих определяется по формуле:
где Fдр - эффективный годовой фонд рабочего времени одного рабочего чел.;
Эффективный годовой фонд рабочего времени станочника при пятидневной рабочей неделе может быть рассчитан по формуле:
где Кн–коэффициент учитывающий потери от номинального фонда времени из-за невыхода на работу.
гдеСн= 12.4 % - потери от номинального фонда времени из-за невыхода на работу по уважительной причине (отпуск болезнь государственные обязанности учебный отпуск).
Количество производственных рабочих с учетом догрузки и режима работы:
Количество вспомогательных рабочих задается определенной долей в процентах от числа основных рабочих участка (Rосн) и составляет 15 20 (%):
Количество ИТР и служащих определяется по типовым штатным расписаниям с учетом особенностей проектируемого участка и принимается в следующем отношении от общего числа рабочих (производственных и вспомогательных) (%): ИТР - 10 12; СКП - 1 3; МОП - 2 3.
Количество производственных и вспомогательных рабочих ИТР СКП и МОП сводят в общую ведомость списочного состава работающих на участке (табл. 5.3).
Таблица 5.3 - Сводная ведомость списочного состава работающих на участке
Количество рабочих по разрядам
Основные производственные рабочие
Вспомогательные рабочие
Продолжение таблицы 5.3
Инженерно-технические работники
Счетно-конторский персонал
Младший обслуживающий персонал
3 Расчет площади участка
Площадь участка по своему назначению делится на производственную и вспомогательную. Основная (полезная) площадь здания - это площадь занятая оборудованием. Размеры ее рассчитываются по габаритам оборудования:
где S1 S2 S3 - площадь под оборудование м2.
Определяем площадь вспомогательных участков:
где S7 -площадь под проходы и проезды (30 - 40%);
S8 -площадь под склады заготовок и готовой продукции (10 - 12%);
S9 - место мастера (9 - 12 м2);
S10 - ремонтно-механическая площадка (10%).
Определяем общую площадь участка:
Площадь участка проектируется в виде пролета разделенного между собой параллельными рядами колонн.
Определяем расчетную длину участка:
где h – ширина пролета участка (принимается равной 9 12 18 24 30 36 м).
Округляем расч до такой цифры которая была бы кратна 6 или 9 и считаем принятой длиной участка – пр = 12 м.
Определяем действительную общую площадь участка:
4 Расчет фонда заработанной платы работающих
Принимаем что система оплаты труда основных рабочих - сдельно-премиальная. Годовой фонд заработной платы производственных рабочих складывается из основной и дополнительной заработной платы основных рабочих.
Фонд основной заработной платы производственных рабочих - сдельщиков определяется по формуле:
где - средняя часовая тарифная ставка основных рабочих руб.час;
Кпр - коэффициент премии (Кпр = 1.3).
Средняя часовая тарифная ставка основных рабочих определяется по формуле:
Rосн - суммарное количество основных рабочих чел.
Часовая тарифная ставка сдельщика 3 разряда равна 98.47 руб. сдельщика 4 разряда - 112.97 руб.
Дополнительная заработная плата основных рабочих определяется в процентах от основной заработной платы по формуле:
где Кд = 10 15% – принятый процент дополнительной заработной платы.
Общий годовой фонд заработной платы основных рабочих равен:
Размер отчислений в фонд социального страхования определяется от суммы основной и дополнительной заработной платы по формуле:
гдеа = 30.0% - процент отчислений на социальные нужды.
Принимаем что система оплаты труда вспомогательных рабочих – повременно-премиальная. Годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих рассчитывается аналогично заработной плате основных рабочих.
Фонд основной заработной платы вспомогательных рабочих определяется по формуле:
где - средняя часовая тарифная ставка вспомогательных рабочих руб.час (принимается на 10% ниже ставки сдельщика);
Дополнительная заработная плата вспомогательных рабочих составляет 10 15% от фонда основной заработной платы и определяется по формуле:
Годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих равен:
Определяем отчисления на социальные нужды размер которых 30% от суммы основной и дополнительной заработной платы:
Фонд заработной платы инженерно-технических работников счетно-конторского и младшего обслуживающего персонала определяется на основе должностных окладов.
Годовая заработная плата ИТР и служащих определяется по формуле:
где Од - месячный должностной оклад руб.;
R - численность ИТР и служащих с данным окладом;
- число месяцев в году;
Отчисления на социальные нужды составляют 30% от суммы годовой заработной платы ИТР и служащих:
После произведенных расчетов заполняется сводная ведомость фонда заработной платы работающих на участке (табл. 5.4).
Таблица 5.4 - Сводная ведомость годового фонда заработной платы работающих на участке
Категории работающих
Средний размер оплаты труда определяется по формуле:
гдеГФ-годовой фонд оплаты труда соответствующей категории работающих руб.;
R- суммарное количество работающих данной категории чел.;
- количество месяцев в году.
5 Расчет потребностей и затрат на материалы
Стоимость основного материала на одно изделие определяется по формуле:
где Вз - масса исходной заготовки;
Цм - цена материала руб.кг (Цм = 20 руб.кг);
Ктз = 1.1 - коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы;
Во - масса реализуемых отходов кг;
Цо - цена отходов руб.кг (Цо = 4 руб.кг).
Определяем вес заготовки по формуле:
Вз = Вч · Кпер (5.29)
где Вч = 41.2 кг - чистый вес изделия кг;
Кпер = 1.25 - допуск на отходы.
Вз = 41.2 · 1.25 = 51.5 кг
Определяем вес отходов:
Во = Вз - Вч = 51.5 - 41.2 = 10.3 кг
Годовая потребность в материале равна:
где N - годовой объем выпуска изделий с догрузкой шт.
В связи с невозможностью рассчитать вес догружаемых изделий соотнесем их к проектируемому изделию и проведем расчет в укрупненной форме:
Стоимость материала на весь годовой объем выпуска с учетом догружаемых деталей равна:
После расчета стоимости основных материалов на годовой объем выпуска заполняется ведомость потребности и затрат на основные материалы (табл. 4.5).
Таблица 5.5 - Форма ведомости потребности и затрат основных материалов
Наименование изделия
Годовой объем выпуска шт.
Стоимость материалов за вычетом отходов
на годовой объем выпуска т
на годовой объем выпуска руб.
Потребность во вспомогательных материалах (электродах сварочной проволоке флюсе) определяется исходя из веса наплавленного металла Qнм
величину которого находят на основе чертежей расчетным путем по формуле:
гдеFш- поперечное сечение шва см2;
ρ= 7.8 - плотность (удельный вес) стали гсм³.
Поперечное сечение сварного шва (рис. 4.1) определяется по формуле:
Fш = F1 + F2 + F3 + 2F4 (5.33)
Fш = 075 ·l ·q + b ·S + 075 ·l1 ·q1 + (5.34)
Fш = 0.75 ·20 ·2 + 2 ·8 + 0.75 ·9 ·2 + = 90.64 мм2 = 0.91 см2
Qнм = 0.91 · 35· 7.8 · 10-3 = 0.25 кг
Рисунок 5.1 - Эскиз сварного шва
Расчет требуемого количества сварочной проволоки ведется по формуле:
где Кп= 1.02 - коэффициент расхода сварочной проволоки.
Расчет требуемого количества электродов ведется по формуле:
где Кэ= 1.6 - коэффициент расхода электрода.
Потребность во флюсе определяется по формуле:
где Кэ= 1.1 - коэффициент расхода электрода.
Расчет количества вспомогательных материалов сводим в таблицу 5.6.
Таблица 5.6 - Ведомость потребности и затрат вспомогательных материалов
Наиме-нование изделия
Годовой объем выпуска изделий шт.
Наиме-нование материала
(1 м3) мате-риала руб.
на годовой объем выпуска
на годо-вой объем выпуска
6 Сводная ведомость основных фондов участка
где= 2500 руб. - стоимость 1м3 здания;
Vзд-объем здания м3.
Объем здания определяется по формуле:
где H= 8.4 м - высота здания;
1-коэффициент учитывающий наружный обмер.
Стоимость рабочих машин и оборудования: = 6457250 руб.
Стоимость силовых машин:
где Мдв–суммарная мощность всех электродвигателей кВт.
Стоимость контрольно-измерительных приборов:
Стоимость транспортных средств:
Стоимость инструмента:
Стоимость хозяйственного и производственного инвентаря:
Полученные данные сводим в таблицу 5.7.
Таблица 5.7 - Сводная ведомость стоимости основных фондов
Группа основных фондов (ОФ)
Балансовая стоимость руб.
Рабочие машины и оборудование
Контрольно-измерительные приборы
Транспортные средства
Хозяйственный и производственный инвентарь
7 Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования
Статья 1 - Амортизация оборудования
где Фп- первоначальная стоимость оборудования руб.;
На- норма амортизации % (На = 12%).
Статья 2 - Эксплуатации оборудования
Затраты на вспомогательные материалы:
Годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих:
ГФ всп.раб. = 487693.38 руб.
Отчисления на социальные нужды вспомогательных рабочих:
О всп.раб. = 146308.01 руб.
Стоимость силовой энергии для производственных целей:
где= 4.2 руб. - стоимость 1 кВтч электроэнергии;
Wсил- расход силовой энергии кВт.
где Муст -установочная мощность всех электродвигателей кВт;
Кср. з - коэффициент средней загрузки;
Ко = 0.7 - 0.8 - коэффициент одновременности;
Кпотерь = 0.95 - 0.96 - коэффициент учитывающий потери в электросети;
= 0.85 - 0.9 - КПД электродвигателей.
Стоимость услуг вспомогательных цехов
Определяем сумму затрат на эксплуатацию оборудования.
= З всп.мат. + ГФ всп.раб. + О всп.раб. + Сэн + С всп.ц. =
= 8400 + 487693.38 + 146308.01 + 1543548.3 + 19371.75 = 2205321.44 руб.
Статья 3 – Текущий ремонт оборудования
Статья 4 – Износ малоценных и быстроизнашивающихся инструментов
Статья 5 – Прочие расходы
С проч.расх. = составляют 3% от суммы всех предыдущих статей
Полученные данные сведем в таблицу 5.8.
Таблица 5.8 - Сумма расходов на содержание и эксплуатацию оборудования
Амортизация оборудования
Эксплуатации оборудования
Текущий ремонт оборудования
Износ малоценных и быстроизнашивающихся инструментов
8 Смета цеховых расходов
Статья 1 – Содержание аппарата управление
ГФ ИТР СКП МОП = 1138800 руб.
Отчисления на социальные нужды работников аппарата управления
О ИТР СКП МОП = 341640 руб.
Определяем сумму затрат на содержание аппарата управления:
ГФ ИТР СКП МОП + О ИТР СКП МОП = 1138800 + 341640 = 1480440 руб.
Статья 2 - Амортизация зданий
гдеФп-стоимость здания руб.;
На= 2.6 % - норма амортизации здания %.
Статья 3 – Содержание зданий
Затраты на освещение:
гдеWосв– расход энергии на освещение кВт.
гдеq= 20 - 22 Втчас - норма расхода осветительной энергии на 1 м2 площади;
S- общая действительная площадь участка м2;
Т= 2100 час - осветительный период для средней полосы при двухсменном режиме работы;
05 - коэффициент учитывающий дежурное освещение.
Затраты на пар для отопления здания:
гдеС1т пар= 100 руб. - стоимость 1т пара руб.т;
Q-годовая потребность пара т.
где q= 25 ккалчас - норма расхода тепла на 1 м3 здания;
Т= 4320 час (180 дней х 24 часа) - отопительный сезон для средней полосы.
Стоимость воды для хозяйственных нужд:
где - стоимость 1 м3 воды руб. (горячая вода = 119 руб. холодная = 24 рубля);
Q - годовая потребность воды м3.
где q - норма расхода на 1 работающего в смену (30 - 35 л холодной воды; 40 - 45 л - горячей);
R - количество работающих;
Т = 251 дней - количество рабочих дней в году.
Определяем сумму затрат на содержание зданий:
= Сосв + Спар + Своды = 26671.68 + 26611 + 3252.96 + 21505.68 = 78041.32 руб.
Статья 4 – Текущий ремонт зданий
Стек.рем. = Сзд х (1 – 2%) (5.59)
Стек.рем. = 3326400 х 1 % = 33264 руб.
Статья 5 – Затраты связанные с изобретательством
Статья 6 - Охрана труда
Статья 7 - Износ хозяйственного инвентаря
Статья 8 - Прочие расходы
Полученные данные сносим в таблицу 5.9.
Таблица 5.9 - Смета цеховых расходов
Содержание аппарата управление
Текущий ремонт зданий
Затраты связанные с изобретательством
Износ хозяйственного инвентаря
9 Калькуляция себестоимости изделия
Расчет калькуляции себестоимости обечайки приведен в таблице 5.10.
Таблица 5.10 - Данные калькуляции себестоимости обечайки
На единицу продукции
Основная зарплата производственных рабочих
Дополнительная зарплата производственных рабочих
Отчисления на социальные нужды производственных рабочих
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
ИТОГО: Цеховая себестоимость
Продолжение таблицы 5.10
ИТОГО: Производственная себестоимость
Коммерческие расходы
ИТОГО: Полная себестоимость
10 Расчет прибыли и рентабельности
Ц = Сполн + ВП (5.63)
где Сполн - полная себестоимость руб.;
ВП - валовая прибыль (15 - 20% от полной себестоимости) руб.
ВП = 16921578.76 х 20% = 3384315.75 руб.
Ц = Сполн + ВП = 16921578.76 + 3384315.75 = 20305894.51 руб.
Иторг = ВП х 3%. (5.64)
Иторг = 3384315.75 х 3% = 101529.47 руб.
Налогооблагаемая база:
НОБ = ВП – Иторг (5.65)
НОБ = ВП - Иторг = 3384315.75 – 101529.47 = 3282786.28 руб.
Н = НОБ х 24%. (5.66)
Н = НОБ х 20% = 3282786.28 х 20% = 656557.26 руб.
= 3282786.28 - 656557.26 = 2626229.02 руб.
Рентабельность производства определяется по формуле:
гдеФп- стоимость основных фондов руб.;
Со- оборотные средства руб.
где Со1 – стоимость основных и вспомогательных материалов руб.;
n – количество поставок в год (n =1 4 12).
Со = 3208546.771 = 3208546.77 руб.
Вывод: участок является рентабельным и рекомендуется в производство.
ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
1. Производственная санитария
Таблица 6.1 - Параметры микроклимата вентиляции и отопления
Характер тяжести работ
Параметры микроклимата:
температура воздуха рабочей зоны оС
относительная влажность воздуха %
скорость движения воздуха мс
Механическая приточно-вытяжная
Система парового отопления tП = 130 оС
2. Характеристика вредных веществ
Таблица 6.2 - Характеристики вредных веществ
Наименование вещества
Наименование выделяющихся вредных веществ
Класс опасности вещества
Продолжение таблицы 6.2
Действие на организм человека
Порезы ожоги поражение органов дыхания
Средства индивидуальной защиты
Защитные экраны респиратор 62-Ш «Лепесток»
3. Искусственное освещение
Таблица 6.3 - Характеристики искусственного освещения
Площадь помещения м2
Разряд зрительной работы
Система рабочего освещения
Исполнение светильника
Рекомендуемое количество светильников
Напряжение питания В:
переносных светильников;
светильников местного освещения
4. Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией
По ГОСТ 12.1.003-83 предусмотрены основные меры по снижению шума: технические средства по борьбе с шумом акустические мероприятия применение средств индивидуальной защиты.
Наиболее рациональным методом является борьба с шумом в источнике его возникновения. Для этого применяются следующие мероприятия: замена ударных механизмов безударными применение малошумных соединений замена металлических деталей пластмассовыми.
При проектировании установок с направленным излучением шума их необходимо расположить так чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места. На рабочем месте шум может быть уменьшен за счет увеличения расстояния от источника шума.
Средства индивидуальной защиты: наушники шлемы вкладыши «беруши».
Наиболее эффективный способ защиты от вибрации – применение виброизоляторов. Их размещают между машиной и её основанием. Виброизоляторы могут быть металлическими резиновыми пружинными комбинированными. Наряду с этими виброизоляторами широко применяют пневматические.
5. Техника безопасности на участке
Перед началом работы необходимо проверить исправность оборудования приспособлений и инструментов проверить заземление и местное освещение.
Все работы при которых возникает опасность засорения глаз следует проводить в защитных очках и при наличии ограждения. Детали узлы приспособления нужно складировать точно в устойчивое положение исключающее их падение или опрокидывание. К строповке грузов как и при работе на оборудовании допускаются только лица прошедшие технику безопасности и имеющие удостоверение на право проводить стропальные работы. Работы внутри закрытых аппаратов нужно вести в шланговом противогазе. Спецодежда рабочего и защитные средства должны соответствовать характеру выполняемых работ.
При выполнении всех работ необходимо тщательно выполнять требования правил техники безопасности установленные инструкцией завода. Инструкция по технике безопасности должна находиться на каждом рабочем месте.
6. Техника безопасности при выполнении котельных и сварочных работ
Работа не разрешается на неисправном оборудовании или при наличии неисправных инструментов.
Запрещается касаться электродов и токоведущих частей электрических проводов. Категорически запрещается допускать к работе лиц в нетрезвом состоянии. Лица нарушающие производственную и трудовую дисциплину не соблюдающие требования правил безопасности могут быть отстранены от работы и привлечены к ответственности правил внутреннего трудового распорядка. Все работы производящиеся с электро- или газовой сваркой проводятся только после соответствующего обучения или инструктажа.
Спецодежда рабочего и защитные средства должны соответствовать характеру выполнения работ. При производстве всех работ следует тщательно выполнять требования правил техники безопасности.
7. Противопожарные мероприятия
Таблица 6.4 - Характеристики производственных помещений
Категория производства по взрывной и пожарной опасности
Продолжение таблицы 6.4
Характеристика материалов по сгораемости
Негорючие огнестойкие
Число эвакуационных выходов
Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до выхода
Средства сигнализации пожара
Тепловые и дымовые пожарные извещатели
Первичные средства пожаротушения
Огнетушители ящики с песком лопаты ведра
8. Общезаводские мероприятия по защите окружающей среды
Следует проводить следующие мероприятия:
- внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов;
- сокращение количества вредных выбросов в атмосферу;
- использование метода очистки с утилизацией извлеченных компонентов;
- применение газо- пылеулавливающих аппаратов и систем;
- глушение шума уменьшение уровня ультразвука инфразвука и вибрации на путях их распространения;
- очистка сточных вод.
Определяем потребное количество светильников:
S = 324 м2 - площадь помещения;
k = 15 - коэффициент запаса;
z = 1.15 - коэффициент минимальной освещенности для ламп накаливания;
ФЛ = 18600 - световой поток;
n = 55 - коэффициент использования светового потока (3. с.189).
nСВ = = 21.8 = 22 шт.
В дипломном проекте разработана конструкция теплообменника - аппарата предназначенного для теплообмена между средами.
Был произведен прочностной расчет составлена технология изготовления обечайки. При разработке технологического процесса изготовления обечайки было применено приспособление для сварки обечаек по продольным и кольцевым швам. Данное приспособление позволяет повысить производительность труда качество изделия и снизить трудоёмкость работ.
Также были рассмотрены вопросы организации производства и выполнены экономические расчеты разработаны мероприятия по охране труда.
Генкин А. Э. Оборудование химических заводов. - М.: Высшая школа 2000.
Думов С. И. Технология электрической сварки плавлением. Учебник для машиностроительных техникумов. - 2-е издание перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-е 2005 г.
Козьяков А. Ф. Морозова Л. Л. Охрана труда в машиностроении: Учебник для учащихся средних специальных учебных заведений. - М.: Машиностроение 2010 - 256 с. ил.
Коростелева Е. М. Экономика организация и планирование машиностроительного производства: Учебник для машиностроительных спец. Техникумов - 3-е издание перераб. и доп. М.: Высшая школа 1988.
Кукин П. П. Лапин В. Л. Понамарев Н. Л. Сердюк Н. И. Безопасность технологических процессов производств. Охрана труда. - М.: Высшая школа 2002.
Лащинский А. А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. - Л.: Машиностроение 1981.
Медведева В. С. Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности. - М.: Химия 1989.
Методическая разработка по дипломному проектированию специальности 151901 Технология машиностроения. - Дзержинск: ДТК 2013.
МР 1-У-151901-ДТК-2000. Методическая разработка. Выбор конструкционных материалов.
МР 11-У-1208-ДТК-93. Методическая разработка. Конструирование сварных химических аппаратов.
Никифоров А. Д. Беленький В. А. Поплавский Ю. В. Тепловые технологические процессы изготовления аппаратов для химических производств. Атлас. - М.: Машиностроение 1999.
ГОСТ 52630-2012. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.
Расчеты на прочность обечаек днищ и крышек. Методическое пособие по дисциплине «Машины и аппараты химических производств». Автор В. Б. Пучков. - Дзержинск: ДТК 2001.

Обечайка А3.dwg

Контрольно-пропускной пункт
Масса при гидроиспытании
Класс герметичности по ОСТ26-11-14-88
Поверхность теплообмена
ГОСТ 8713-79-С29-АФф
Разраб. Кудряшов С.А.
Н.контр. Долгов М.В.
Требования к обечайке корпуса аппарата
Отклонение наружного диаметра от номинального
Относительная овальность
определенная по формуле S[2(Dma
Смещение кромок сварных швов
Угловатость (совместный увод) кромок сварных швов
Ст3сп5 ГОСТ 14637-89

Чертеж МК.cdw

Шлифовальная машина
изготовления обечайки
Наименование и содержание операции
Разметочная плита РП
Гильотинные ножницы Н3121
Листоправильная машина Uвр

Теплообменник 2фА1.dwg

Контрольно-пропускной пункт
Масса при гидроиспытании
Класс герметичности по ОСТ26-11-14-88
Поверхность теплообмена
Разраб. Кудряшов С.А.
Н.контр. Долгов М.В.
ДП.ТМ.11051.00.000.СБ
Теплообменник Cборочный чертеж
Схема пломбировки аппарата
Контрольные метки для выверки бокового положения аппарата на фундаменте
Техническая характеристика
Наименование рабочего пространства
Давление МПа (кгссм2)
Гидравлическое в вертикальном положении
Гидравлическое в горизонтальном положении
Пневматическое (испытание на герметич ность при освидетельствовании)
Скорость подъема и снижения давления при испытании
МПа (кгссм2) в минуту
Темпер- атура РС (К)
Минимально-допустимая отрицательная стенки
находящейся под давлением
Стенок кожуха и труб
Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76
маномети- ланилин: экстралим- сырец-60% вода-20% метанол-20% пар
Вызывает коррозионное растрескивание (да
Характерис тика рабочей среды
Прибавка для компенсации коррозии
Число циклов нагружения за весь срок службы не более
Группа сосуда по ГОСТ 52630-2012
Класс герметичности по ОСТ 26-11-14-88
Теплообмен между средами
Продолжение таблицы 2
Характеристика района (территории установки аппарата)
в отапливаемом помещении на металло- конструкции
Шероховатость обрабатываемых поверхностей деталей Б4
Действительное расположение штуцеров
внутренних и наружных устройств
Диаметры отверстий уточнить по фактическим размерам патрубков с учетом сварочных зазоров
Обработку уплотнительной поверхности производить в сборке
Фланцевые разъемы аппарата опломбировать
см.схему пломбировки аппарата
согласно схеме см.лист 1
Привязка теплоизоляции
контроль и испытание

Теплообменник ч.1фА1.dwg

Контрольно-пропускной пункт
Масса при гидроиспытании
Класс герметичности по ОСТ26-11-14-88
Поверхность теплообмена
ДП.ТМ.11051.00.000.СБ
Схема пломбировки аппарата
Контрольные метки для выверки бокового положения аппарата на фундаменте

Теплообменник ч.2фА1.dwg

Контрольно-пропускной пункт
Масса при гидроиспытании
Класс герметичности по ОСТ26-11-14-88
Поверхность теплообмена
Разраб. Кудряшов С.А.
Н.контр. Долгов М.В.
ДП.ТМ.11051.00.000.СБ
Теплообменник Сборочный чертеж
Техническая характеристика
Наименование рабочего пространства
Давление МПа (кгссм2)
Гидравлическое в вертикальном положении
Гидравлическое в горизонтальном положении
Пневматическое (испытание на герметич ность при освидетельствовании)
Скорость подъема и снижения давления при испытании
МПа (кгссм2) в минуту
Темпер- атура РС (К)
Минимально-допустимая отрицательная стенки
находящейся под давлением
Стенок кожуха и труб
Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76
маномети- ланилин: экстралим- сырец-60% вода-20% метанол-20% пар
Вызывает коррозионное растрескивание (да
Характерис тика рабочей среды
Прибавка для компенсации коррозии
Число циклов нагружения за весь срок службы не более
Группа сосуда по ГОСТ 52630-2012
Класс герметичности по ОСТ 26-11-14-88
Теплообмен между средами
Продолжение таблицы 2
Характеристика района (территории установки аппарата)
в отапливаемом помещении на металло- конструкции
Шероховатость обрабатываемых поверхностей деталей Б4
Действительное расположение штуцеров
внутренних и наружных устройств
Диаметры отверстий уточнить по фактическим размерам патрубков с учетом сварочных зазоров
Обработку уплотнительной поверхности производить в сборке
Фланцевые разъемы аппарата опломбировать
см.схему пломбировки аппарата
согласно схеме см.лист 1
Привязка теплоизоляции
контроль и испытание

Теплообменник.dwg

Контрольно-пропускной пункт
Масса при гидроиспытании
Класс герметичности по ОСТ26-11-14-88
Поверхность теплообмена
Разраб. Кудряшов С.А.
Н.контр. Долгов М.В.
ДП.ТМ.11051.00.000.СБ
Теплообменник Сборочный чертеж
Схема пломбировки аппарата
Контрольные метки для выверки бокового положения аппарата на фундаменте
Техническая характеристика
Наименование рабочего пространства
Давление МПа (кгссм2)
Гидравлическое в вертикальном положении
Гидравлическое в горизонтальном положении
Пневматическое (испытание на герметич ность при освидетельствовании)
Скорость подъема и снижения давления при испытании
МПа (кгссм2) в минуту
Темпер- атура РС (К)
Минимально-допустимая отрицательная стенки
находящейся под давлением
Стенок кожуха и труб
Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76
маномети- ланилин: экстралим- сырец-60% вода-20% метанол-20% пар
Вызывает коррозионное растрескивание (да
Характерис тика рабочей среды
Прибавка для компенсации коррозии
Число циклов нагружения за весь срок службы не более
Группа сосуда по ГОСТ 52630-2012
Класс герметичности по ОСТ 26-11-14-88
Теплообмен между средами
Продолжение таблицы 2
Характеристика района (территории установки аппарата)
в отапливаемом помещении на металло- конструкции
Шероховатость обрабатываемых поверхностей деталей Б4
Действительное расположение штуцеров
внутренних и наружных устройств
Диаметры отверстий уточнить по фактическим размерам патрубков с учетом сварочных зазоров
Обработку уплотнительной поверхности производить в сборке
Фланцевые разъемы аппарата опломбировать
см.схему пломбировки аппарата
согласно схеме см.лист 1
Привязка теплоизоляции
контроль и испытание

Теплообменник ч.3фА2.dwg

Разраб. Кудряшов С.А.
Н.контр. Долгов М.В.
ДП.ТМ.11051.00.000.СБ
Теплообменник Сборочный чертеж
ГОСТ 8713-79-С29-АФф
Таблица сварных соединений
Обозначение стандарта и условное обозначеня шва или способа сварки
Проволока св- 08А ГОСТ 2246-70 флюс АН-348АМ ГОСТ 9087-81
Проволока св- 08Г2С-0 ГОСТ 2246-70 аргон сорт высший ГОСТ 10157-79; электроды УОНИ - 1355 ГОСТ 9466-75
Проволока св- 08Г2С-0 ГОСТ 2246-70 аргон сорт высший ГОСТ 10157-79
Электроды УОНИ - 1355 ГОСТ 9466-75
Продолжение таблицы 4
См. выносной элемент Щ (лист 1)
См. П-П (лист 1) Т-Т