Проект цеха термической обработки деталей подвижного состава в условия мврз

Df — копия.docx

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
КАФЕДРА «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ»
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«ПРОЕКТ ЦЕХА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В УСЛОВИЯ МВРЗ»
Специальность 1-42 01 01 «Металлургическое производство и материалообработка»
Направление специальности 1-42 01 01-01 «Металлургическое производство и материалообработка (металлургия)»
Специализация 1-42 01 01-01 03 «Металловедение технология и оборудование термической обработки металлов»
Дипломный проект: 132с. 47 рис. 40 табл. 12 источника.
ПРОЕКТ ЦЕХА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В УСЛОВИЯ МВРЗ ДЕФЕКТЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ЧЕКА ТОРМОЗНОЙ КОЛОДКИ ВТУЛКА ШПИНТОНА
Цель дипломного проекта - разработать технологический процесс планировку и спроектировать термический участок для обработки втулки шпинтона и чеки тормозной колодки .
В дипломном проекте последовательно разработаны основные этапы проектирования термического участка: расчет программы цеха характер эксплуатации выбор марки стали разработка технологического процесса выбор и расчет количества оборудования определение площади цеха разработка планировки и строительной часть экономика предприятия.
1.Расчёт производительности программы цеха7
2.Характер эксплуатации изделий и предъявленные к ним технические требования9
2.1.Чека тормозной колодки9
2.2.Втулка шпинтона14
3.Выбор марки стали18
3.1.Чека тормозной колодки18
3.2.Втулка шпинтона23
4.Проектирование технологического процесса27
4.1.Базовый технологический процесс упрочнения чеки тормозной колодки27
4.2.Технологический процесс упрочнения чеки тормозной колодки28
4.3.Технологический процесс упрочнения втулки шпинтона29
5.Выбор оборудования расчет производительности и определение его количества29
5.2.Конвейерные печи33
5.3.Продолжительность нагрева37
5.4.Расчёт производительности оборудования41
6.Теплотехнический расчет оборудования48
6.1.Чека тормозной колодки печь ПКМ 4.8.251150 Закалка по базовому варианту49
6.2.Отпуск по базовому варианту ПКМ 4.8.25115054
6.3.Чека тормозной колодки печь СНО-4.8.2510 Закалка59
6.4.Чека тормозной колодки печь СНО-4.8.2510 Отпуск65
6.5.Закалка втулки шпинтона СКО-4.20.1971
6.6.Отпуск втулки шпинтона СКО-8.35.4377
7.Определение площади и разработка планировки82
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ84
1. Расчёт норм времени84
2. Расчёт количества оборудования выбор транспортных средств и разработка планировки участка цеха85
3. Расчёт численности работающих87
4. Определение величины инвестиций90
5. Расчёт себестоимости продукции93
5.1. Расчет затрат на материалы93
5.2. Затраты на топливо и энергию на технологические цели94
5.3. Расчет фонда заработной платы и отчислений на социальные нужды95
5.4. Определение общепроизводственных общехозяйственных и коммерческих расходов98
6. Расчёт технико-экономических показателей участка105
7. Оценка эффективности инвестиций107
1. Производственная санитария техника безопасности и пожарная безопасность109
1.1. Характеристика помещения в котором проводятся исследования109
1.2. Вредные вещества109
1.3. Метрологические условия111
1.5 Производственное освещение114
1.7 Электробезопасность116
1.8 Требования безопасности к технологическому процессу и оборудованию117
1.9 Пожарная безопасность118
2. Расчет интенсивности теплового облучения на рабочем месте термиста119
КОНТРОЛЬ И ВЕРОЯТНЫЕ ДЕФЕКТЫ ДЛЯ ЧЕКИ И ВТУЛКИ120
1. Дефекты возникающие при обрабоатке120
1.1. Виды дефектов возникающие при горячей прокатке:120
1.2. Виды дефектов возникающие при штамповке:123
1.3. Дефекты возникающие при резке заготовок125
1.4. Дефекты возникающие при ковке126
1.5. Дефекты возникающие в следствии нагрева127
2. Технические требования129
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ131
В данной работе был разработан вариант обработки деталей: чеки тормозной колодки и втулки шпинтона. Обоснованы и выбраны печи наиболее подходящие для выполнения заданной программы цеха. Разработаны технологические процессы который обеспечил бы требуемые свойства к деталям. Показаны различия базовой (заводской) версией термической обработки экономических показателей и временем обработки с проектируемой. Рассмотрены виды дефектов возникающие при производстве данных деталей а так же требования условия работы и методы контроля к инструменту используемому в процессе.
1.Расчёт производительности программы цеха
Основой для проектирования цехов машиностроительных производств является производственная программа цеха составленная из общей производственной программы предприятия с приложением чертежей спецификаций деталей описаний конструкций и технических условий на изготовление деталей и изделий. Состав производственных участков и оборудования цеха во многом зависит от типа производства: единичное серийное и массовое. Программа цеха служит основой для проектирования любого подразделения
Рисунок 1:Чека тормозной колодки
Согласно ГОСТ 1203-75 длина тормозной чеки в развёртке 400±10мм.
Таблица 1: Производственная программа чеки тормозоной колодки
Габаритные размеры мм
Рисунок 2: Втулка шпинтона
Таблица 2: Программа цеха втулки шпинтона
2.Характер эксплуатации изделий и предъявленные к ним технические требования
2.1.Чека тормозной колодки
Чека тормозной колодки выполняет функцию фиксирования тормозной колодки в неповоротном башмаке. Данная деталь предназначается для присоединения колодки и башмака в тормозных устройствах всех типов железнодорожных вагонов.
Рисунок 3: Чека тормозной колодки
Рисунок 4:Схема расположения чеки
– металлический каркас; 2 – отверстия для крепления блоков; 3 – основа блока; 4 – секции блока; 5 – чека тормозной колодки
Рисунок 5: Чека тормозной колодки в узле
- Башмак; 2 – чека; 3 – колодка;
Рисунок 6: Распределение силы нажатия
Тепловой режим работы тормозных устройств считается легким если объемная температура тормозной колодки и обода колеса не превышает 100 °С средняя температура поверхности трения 200 °С а максимальная температура в контакте 250 °С. При торможении с максимальной скорости полногруженых вагонов температура в объеме материалов фрикционного узла достигает 250 °С на поверхности трения 400 °С а на фактических пятнах контакта при среднем тепловом режиме 500 °С.
Поскольку в ГОСТ-е не предъявлены требования к температурам при которых чека должна сохранять свои свойства данный параметр можно посмотреть у сталей из которых по ГОСТу должна изготавливаться чека. Условно применяется исходя из данной температуры сужается диапазон доступных температур при отпуске.
Данная деталь должна сохранять вязкость при пониженных температурах – температуру хладноломкости. Данных параметр определяет характер разрушения. К техническим изделиям предъявлены требования согласно ГОСТ 15150-69. К макроклиматическому району с умеренным климатом относятся районы где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40 °С а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45 °С. Поскольку данные были собраны на Минском предприятии район с умеренным климатом и требования к изделиям соответствующие предельное рабочая температура
Рисунок 7: Оледенение узла тормозной колодки
К чеке тормозной колодки согласно ГОСТ 34075-2017 предъявлено требование по сроку эксплуатации не менее 5 лет.
Конечная твёрдость должна быть ГОСТ 1203-75 27 35 HRC.
Шпинтонное подвешивание является более прогрессивным видом надбуксового подвешивания. Здесь нет поводков а роль передающего элемента тяговых и тормозных нагрузок отводится (на одно колесо) двум шпинтонным узлам.
Рисунок 8: Общий вид шпинтонного узла.
Шпинтон представляет собой круглый стальной стержень. В верхней части (там где он запрессован во втулку) шпинтон имеет переменное сечение (как и сама втулка) а в нижней (рабочей) части у шпинтона постоянное сечение.
В динамике движения рама тележки совершает колебательные движения относительно колесных пар что соответствует возвратно-поступательным перемещениям шпинтона относительно втулки.
Рисунок 9: Схема шпинтованного узла
- защитный колпак в нижней части стакана с удерживающим хомутом (16)
- резиновая прокладка
- нижняя опора пружины с установленным под ней резиновым кольцом
- однорядная цилиндрическая пружина
- верхняя опора пружины с установленным над ней резиновым кольцом
- шпинтон запрессованный во втулку
- нижняя опора пружины
Условия эксплуатации вагонов связаны со значительными статическими и динамическими нагрузками а в отдельных случаях - с воздействием высоких и низких температур перевозимого груза повышенной влажности агрессивных сред на конструкцию вагонов.
В эксплуатации на вагон и его элементы действуют постоянные (статические) и переменные (динамические) силы.
К статическим относятся собственная сила тяжести конструкции вагона от тары вагона. Эта сила действует постоянно на протяжении всего срока службы вагона.
В груженном состоянии вагон находится также под действием статической силы тяжести груза или пассажиров называемой полезной нагрузкой.
Динамические силы возникают при различных режимах движения поезда и маневровой работе. К ним относятся: инерционные силы возникающие при колебаниях вагона на рессорах; силы появляющиеся при прохождении кривых участков пути и стрелочных переводок; силы ветра на боковую поверхность кузова; силы взаимодействия между вагонами и локомотивом; силы инерции возникающие при торможении и трогании с места и др.
В опорах кузова на тележки должно быть достаточное трение необходимое для гашения колебаний виляния и ограничения поворота относительно кузова
В процессе эксплуатации вагона первоначальные качества его деталей и узлов обусловленные чертежами и техническими условиями изменяются вследствие износа или появления различного рода дефектов. Под износом понимают результат процесса изнашивания детали во время работы.
Износ детали происходит под действием сил трения усталости поверхностных слоев материала нагрузок изменения температуры окружающей среды а также из-за коррозии металла. Износ проявляется в изменении качества поверхности геометрических размеров и формы деталей. Изменяются и свойства поверхностных слоев.
Процессы вызывающие изнашивание деталей вагона в различных условиях работ протекают по-разному и зависят от многих факторов.
Естественный износ - это разрушение и изменение структуры наружных слоев твердого тела. Он появляется под действием сил трения высокой температуры атмосферных условий и т.д. Чаще всего причиной естественного механического износа являются силы трения.
3.1.Чека тормозной колодки
Руководствуясь ГОСТ 34075-2017 а так же базовым тех. процессом выберем стали.
Таблица 3:Материал чеки
В качестве материала предлагается сталь 45:
Класс: Сталь конструкционная углеродистая высококачественная
Удельный вес: 7826 кгм3
Таблица 4: Химический состав стали 50А
Температура критических точек:
Ac1 = 725 Ac3(Acm) = 760 Ar3(Arcm) = 750 Ar1 = 690 Mn = 300
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Рисунок 10: Маршрутная технология чеки тормохной колодки
Рисунок 11: Маршрутная технлогия втулки шпинтона
Таблица 5: Механические свойства стали 45 в зависимости от ТО
Рисунок 12: Прокаливаемость стали 45
Как видим из справочных данных оптимальным режимом ТО для данной стали будет Закалка + отпуск 550°С. Закалку будем осуществлять в масло для меньших короблений. Закалка происходила от температуры 850°С.
Согласно ГОСТ 1050 в качестве материала берётся сталь 45
Класс: Сталь конструкционная углеродистая качественная
Таблица 6: Состав стали 45
Ac1 = 730 Ac3(Acm) = 755 Ar3(Arcm) = 690 Ar1 = 780 Mn = 350
Таблица 7: Механические свойства стали 45 взависимости от ТО
Рисунок 13: Прокаливаемость стали 45
Исходя из приведённых выше данных можно составить ТО. Закалка + Отпуск 350
Рисунок 14: Маршрутная технология для чеки тормозной колодки
4.Проектирование технологического процесса
4.1.Базовый технологический процесс упрочнения чеки тормозной колодки
Рисунок 15:Технологический процесс МВРЗ по закалке чеки
– нагрев под закалку
– выдержка при заданной температуре
– быстрое охлаждение в масло
– нагрев под температуру отпуска
– выдержка температуры
– охлаждение на воздухе
4.2.Технологический процесс упрочнения чеки тормозной колодки
Рисунок 16: ТО чека тормозной колодки
4.3. Технологический процесс упрочнения втулки шпинтона
Рисунок 17:Тех. процесc втулки шпинтона
5.Выбор оборудования расчет производительности и определение его количества
В данном пункте будет обоснована целесообразность применения печи СНО и не целесообразность применения печи СКО для чеки тормозной колодки в рамках данной программы цеха т.к. печь СКО работает в холостую. А так же обратная ситуация для втулки шпинтона целесообразность использования СКО замест СНО.
В качестве печи для термической обработки чеки тормозной колодки возьмём.
Таблица 8: Камерная печь для термической обработки чеки и втулки
Размеры рабочего пространства м
Производительность кгч
И эту же печь возьмём для обработки втулки шпинтона.
Чека тормозной колодки
Для нагрева под закалку чека тормозной колодки укладываются в специальную кассету по 10 штук.
Электропечь состоит из футерованного кожуха с нагревательными элементами шкафа управления с пусковой и контрольно-регулирующей аппаратурой.
- термопреобразователь;
- термоизоляционный слой;
- огнеупорный слой;
- боковой нагреватель;
- подовый нагреватель
Рисунок 18: Камерная электропечь СНО-4.8.2510
Рисунок 19: Кассета для термообработки чеки
Детали укладываются в специальные ящики по 9 штук.
Рисунок 20: Укладка в печи втулок шпинтона
5.2.Конвейерные печи
Для термической обработки чеки тормозной колодки были выбраны печи:
Таблица 9: Конвейерные печи для ТО чеки тормозной колодки
СКО-4.20.19- как печь для нагрева под закалку
СКО-4.20.17- как печь для отпуска
Рисунок 21: Схема раскладки чеки тормозной колодки в спец. кассетах на поддоне конвейерной печи
В качестве оборудования для термической обработки втулки были выбраны печи:
Таблица 10:Характеристики печей для термической обработки втулки шпинтона
СКО-8.40.19 - как печь для нагрева под закалку
СКО-8.35.43 - как печь для отпуска
Электропечь состоит из секций корпуса 2 футеровки 3 электронагревателей 4 конвейера 1 шкафа управления 5 щита управления 6.
Рисунок 22: конвейерная электропечь СКО-8.40.19
Рисунок 23: Раскладка втулки шпинтона на поддоне конвейерной печи при нагреве под закалку
Рисунок 24: Раскладка втулки шпинтона при нагреве под отпуск
5.3.Продолжительность нагрева
V— объем тела в см3;
F — поверхность тела в см2;
К — суммарный физический фактор нагрева в минсм
К — принимается равный 40 исходя из таблицы 9.
Таблица 11:Значение К для различных условий нагрев
Температура нагревания в oC
Отношение V F называется геометрическим показателем тела W.
Получим следующую формулу для определения времени нагрева
Значение W вычисляется для пластины
Где В — ребро куба или толщина пластины в см
а — ширина пластины в см
l — полная длина тела в см. (берется согласно ГОСТ 34075-2017 чека тормозной колодки в развёрнутом состоянии принимается 400мм).
Принимаем время нагрева равным =10мин.
Для закалки общее время пребывания детали в печи рассчитывается следующим образом
Время выдержки принимаем 10 минут. Итого 20 минут
Время для отпуска берём из номограммы:
Рисунок 25: Номограмма для определения твёрдости углеродисты сталей в зависимости от режима отпуска
При заданном температурном режиме время выдержки при 550C = 5 мин
Время отпуска 550 оС составляет 15мин
Итого время обработки про проектному варианту составляет 45мин.
Рисунок 26: Определение времени выдержки для чеки при отпуске 475 оС по базовому варианту
Время выдержки при температуре 475 оС на прочность HRC 33 составляет по меньшей мере 1 час.
Итого по базовому варианту имеем итоговое время обработки детали составляет 85 минут.
К — суммарный физический фактор нагрева в минсм;
К — принимается равный 40 исходя из таблицы.
Значение W вычисляется для полого цилиндра.
Где D — наружный диаметр в см;
d— внутренний диаметр в см;
Принимаем время нагрева = 20мин.
Время выдержки принимаем 10 минут. Итого 30 минут
При заданной температуре отпуска время выдержки до заданной твёрдости состовляет 30 минут
Время отпуска 350С составляет 50мин
5.4.Расчёт производительности оборудования
Расчет производительности определяется для печей периодического действия
- Nсад – вес садки без учета тары приспособлений.
- Т – технологическое время обработки.
Закалка чеки в печи по базовому (заводскому) варианту
Внешние размерымм Д-Ш-В
Внутренние размеры мм Д-Ш-В
Температура максимальная oС
В базовом варианте используем 5169т.
Производительность печи:
Q = (10*033)033 = 1303 кгч;
Количество оборудования:
Фд=(365-104-8)*8*2=4048
Отпуск чеки в печи по базовому (заводскому) варианту
Из технической документации заводе следует что отпуск производится в той же печи.
Q = (40*033) 142 = 93 кгч;
В этом случае 4 кассеты складываются друг на друга мощность и пространство печи позволяют это.
Закалка чеки в печи СНО-4.8.2510:
Таблица 12: Основные параметры печи СНО-4.8.2510
Q= (40*043)033 = 5212 кгч
Количество оборудования рассчитывается в следующей последовательности:
Определяется количество агрегато-часов(Еi) по каждой детали или детали представителю на каждый тип оборудования.
Аi - годовая программа i-й детали).
Qi – производительность рассчитываемого оборудования по i-й детали.
Ei=2068805212=396930
Рассчитываем коэф.загрузки:
Отпуск чеки в печи СНО-4.8.2510:
Q= (40*043)025 = 688 кгч
Закалка втулки в печи СНО-4.8.2510
Q=(2.74*9)05 = 4932 кгч
Расчёт количества агрегато-часов
Ei=6987004932=141667
Фд=(365-104-8)*8*2=4048 двухсменная работа
Фд=(365-104-8)*8*3=6072 трехсменная работа
При 3х сменном режиме оборудование больше простаивает.
Отпуск втулки в печи СНО-4.8.2510
Q=(2.74*9)083 = 297 кгч
Расчёт количества агрегато-часов:
Ei=698700297 = 2352525
Расчет производительности определяется для конвейерных печей
- V – скорость перемещения деталей по рабочему пространству;
- Nк – вес деталей находящихся на одном погонном метре рабочего пространства.
Таблица 13: Основные параметры печи СКО-4.20.19
Q=606*(043*30)=782 кгч Закалка
Ei=206880782 = 26455
Таблица 14: Основные параметры печи СКО-4.20.17
Q=8*(043*30)=1032 кгч
Ei=2068801032 = 20047
Таблица 15: Основные параметры печи СКО-4.20.19
Q=4*(16*274) =17536 кгч Закалка
Ei=69870017536 = 398438
Таблица 16: Основные парраметры печи СКО-4.20.17
Q=42*(16*274) = 18413 кгч Отпуск
Ei=69870018413 = 37946
Таблица 17:Результаты расчёта кол-ва оборудования
Таблица 18: Базовый вариант
В качестве моечной машины предложена тупиковая 18Х36Х12
6.Теплотехнический расчет оборудования
Тепловой баланс составляется для определения мощности в электропечах и для определения показателей эффективности работы печи.
Тепловой баланс составляется на основе закона сохранения энергии.
Так как в данной работе проектируется электропечь то расчёт Qприх не производится. Расчёт начинается с определения расходной части:
Расчёт тепла расходуемого на нагрев металла:
6.1.Чека тормозной колодки печь ПКМ 4.8.251150 Закалка по базовому варианту
Исходя из геометрических соображений т.е. подобие треугольников t1at3 и t2bt3:
Поскольку ошибка превышает 5 то производим дальнейшее уточнение.
Расчёт тепловых потерь через крышку:
для диатомита молотого
Таблица 19: Параметры печи ПКМ 4.8.251150
- коэффициент излучения; - температура в печи; - температура окружающей среды;
- площадь отверстия; - коэффициент дифрагирования который учитывает количество рассеиваемой энергии; - относительное время открывания отверстия.
Для расчёта КПД печи из мощности убрать потери на нагрев стенки печи.
6.2.Отпуск по базовому варианту ПКМ 4.8.251150
Согласно заводской технологической документации чека отпускается в той же печи где производилась закалка.
Поскольку ошибка не превышает 5 принимаем
Таблица 20: Параметры печи ПКМ 4.8.251150
6.3.Чека тормозной колодки печь СНО-4.8.2510 Закалка
Расчёт потери тепла через стенку печи:
Q5=Qкл+Qотв=Qст+Qсв+Qпод+Qотв
Таблица 21: Параметры теплоизоляционных слоёв печи СНО-4.8.2510
Рисунок 27: Схема распределения темпиратуры в печи
Найдем площади поверхностей через которые идет теплообмен с окружающим пространством:
6.4.Чека тормозной колодки печь СНО-4.8.2510 Отпуск
6.5.Закалка втулки шпинтона СКО-4.20.19
Таблица 22: Печи для ТО втулки шпинтона
6.6.Отпуск втулки шпинтона СКО-8.35.43
Таблица 23: Печи для ТО втулки шпинтона
7.Определение площади и разработка планировки
Моечная машина 1520Х4370Х2120
Площадь приходящаяся на единицу оборудования:
Определяется суммарная площадь занимаемая одним видом оборудования:
Определяется общая производственная площадь с учетом вспомогательной – 25 35% по каждому участку:
Норма площади по виду изделия будет равна:
Общая площадь каждого участка:
Sобщ = = 384753 = 12825
Полученные данные для наглядности сведем в таблицу 8.
Для проектирования мною выбрано однопролётное здание с шириной пролёта 18 метров.
Для определения длинны участка воспользуемся следующей формулой:
Для проезда была выбрана двусторонняя дорога шириной 5 метров.
Расстояние между колоннами и печами примем равным 5 метрам. Расстояние между печами 15 метра. Закалочные баки будут размещены в 15 метрах от печей.
Наименование техпроцесса
Наименование оборудования
Характеристика оборудования
Потребляемая печью энергия:
кВт – электроэнергия
1. Расчёт норм времени
Затраты рабочего времени за исключением перерыва на обед подразделяются на нормируемые и ненормируемые. К ненормируемым относятся все потери рабочего времени и потери по вине рабочего (опоздания преждевременный уход с работы посторонние разговоры и др.). К нормируемым все затраты рабочего времени необходимые для выполнения заданной работы.
Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объема работы равной единице нормирования на выполнение технологической операции при определенных организационно-технических условиях.
Нормы штучного времени ((мин.)) на операцию термообработки могут быть приняты по заводским данным или рассчитаны по формуле:
где – основное время- непосредственное время обработки детали;
– вспомогательное время-время установки и снятия детали закрепления ее на оборудовании время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования)в ходе операции ;
α-время обслуживания рабочего места (в процентах от времени);
-время на отдых и личные надобности (в процентах от времени).
По расчётам в пункте (1.4) = 45 мин. По проектному варианту и = 85 мин по базовому.
2. Расчёт количества оборудования выбор транспортных средств и разработка планировки участка цеха
Годовая программа запуска Nзi определяется исходя из годовой программы выпуска Nвi с учетом необходимости восполнения технологического брака на участке или в цехе (%) по формуле:
Исходя из условия годовая программа выпуска по базовому 20688 и проектному варианту составляет 20688 тонн. Брак по базовому варианту составляет 2% по проектному – 2%. Расчёт годовой программ запуска .
В базовом варианте используем 5169 т.
N баз = 5169*(100(100-2))= 5274 т.
N пр =20688 *(100(100-2))=2111 т
Исходя из годовой производственной программы запуска в натуральных показателях (т) и часовой производительности оборудования qч (тчас) рассчитаем количество оборудования по формуле:
qч – часовая производительность оборудования тчас;
Кв – коэффициент выполнения норм времени (по заводским данным или равный 12);
Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования час. (4048 – при 2-х сменах).
Действительный годовой фонд работы оборудования:
где Фн- номинальный годовой фонд работы оборудования
К – число дней в году (365);
В – выходные дни (104);
П – праздничные дни (9);
Д – Длительность смены (8 ч);
См – число смен (2);
К – коэффициент учитывающий потери на ремонт и на переналадку(089 096);
Фд=(365-104-8)*8-2=4048
mp баз = 5274 (*4048*12) = 076 штук
mp пр = 2111 (0.052*4048*12)= 084 штук
Полученное значение округляем до целых и принимаем:
Коэффициенты загрузки оборудования (Кз) определяются по каждой операции по формуле:
где mпр – принятое целое количество оборудования на операции.
Значения коэффициента загрузки Кз для разных типов производства не должны превышать: для массового – 085; крупносерийного – 08; серийного – 075; мелкосерийного и единичного – 07.
Принятое количество оборудования и коэффициент его загрузки
Производство относится к крупносерийному типу.
Рассчитаем площадь занимаемую оборудованием:
Согласно расчётам из (пункта 1.7) общая площадь оборудования.
Коэффициент доп. площади 135.
Площадь занимаемая моечной машиной 25
Sдоп баз = 1485 – 110= 625 м2
3. Расчёт численности работающих
Рабочие– лица которые непосредственно заняты созданием материальных благ или работами по оказанию производственных услуг. Рабочие делятся на две категории: основных и вспомогательных. Основные рабочие заняты производством продукции на предприятии а вспомогательные обслуживают оборудование рабочие места.
В группе служащих выделяют следующие категории работников: руководители специалисты служащие.
Руководители– это работники занимающие должности руководителей предприятия служб отделов и т. п.
Специалисты– это работники занятые инженерно-техническими экономическими работами и т. п.
Служащие– это работники осуществляющие документооборот учет и контроль делопроизводство и т. п. Соотношение различных категорий работников в общей численности выражает структуру кадров предприятия.
Количественная характеристика персоналапредприятия включает расчет следующих показателей: списочная явочная среднесписочная численность работников.
Списочная численность работников фирмы – это численность работников списочного состава на определенную дату с учетом принятых и выбывших на этот день работников.
Явочная численность работников – расчетное число работников списочного состава которые являются на работу для выполнения производственного задания.
Среднесписочная численность работников - число работников за определенный период времени (месяц квартал год) вышедшее на работу для выполнения производственных заданий.
Явочная численность производственных рабочих (основного производства) рассчитаем по формуле:
mпрj – число оборудования на участке (в цехе) шт.;
Ксм – режим работы оборудования;
Но – норма обслуживания (рассчитывается как обратная величина нормы численности).
Полученные значения явочной численности переводятся в списочную численность путем умножения ее на коэффициент приведения Ксп.
где Ксп – коэффициент приведения явочной численности к списочной определяемый как частное от деления номинального числа дней работы на явочное (по заводским данным или в пределах 114÷119).
Тном берем из баланса рабочего времени.
Исходные данные для расчета явочной и списочной численности основных производственных рабочих по базовому и проектному вариантам представлены в таблице.
Коэффициент приведения явочной численности к списочной 115.
Норма численности чел. ед. оборудования 1челед. обор.
Расчет явочной и списочной численности основных производственных рабочих:
Чсп баз =2*115=23 чел
Чсп пр =2*115=23 чел
Для определения численности вспомогательных рабочих руководителей и специалистов а также служащих принимаются данные из таблицы.
Таблица 24: Нормы численности вспомогательных рабочих руководителей специалистов и служащих
Категория работающих
(в процентах к численности производственных рабочих)
Вспомогательные рабочие
Руководители и специалисты
Технические исполнители
Чвспом = 2 * 07 = 14 чел
Чрук и спец = 2 * 015=03 чел
Чтех исполн = 2 * 005 = 01 чел
Таблица 25: Численность работающих по вариантам техпроцесса
4. Определение величины инвестиций
Инвестиции состоят из капитальных вложений и оборотных средств. В свою очередь капиталовложения состоят из вложений в здания технологическое оборудование транспортные средства технологическую оснастку и инструмент производственный инвентарь и сопутствующих капвложений.
Таблица 26: Исходные данные для расчета капиталовложений
Стоимость одного кв. м. производственной площади у.е.
Общая площадь участка м2
Цена единицы оборудования руб
Коэффициент дополнительных затрат на транспортные расходы устройство фундамента и монтаж оборудования
Цена мостового крана руб.
Стоимость производственного инвентаря %
-2% от стоимости оборудования
где Sзд – площадь участка или цеха м2 (по планировке);
Цзд – стоимость 1 м2 производственной площади руб.
Кзд баз=1875* 250 * 254= 123750 руб
Кзд проект=1875* 250 * 254= 123750 руб
Капитальные вложения в технологическое оборудование Коб определяются по формуле:
где mпр – принятое количество оборудования j-го наименования шт.;
Цj – цена единицы оборудования j-го наименования руб.;
Кд – коэффициент дополнительных затрат на транспортные расходы устройство фундамента и монтаж оборудования.
Коб баз =1* 8400 * (1 +015) = 9660 руб
Коб пр =1* 10000 * (1 +015) = 11500 руб
Капитальные вложения в транспортные средства рассчитываются аналогично капитальным вложениям в технологическое оборудование..
Капитальные вложения в производственный инвентарь определяются исходя из необходимого количества их стоимости или укрупненно допускается принять 20% от стоимости оборудования.
Ктр баз = 1*3000*115= 3450 руб
Ктр пр = 1*3000*115= 3450 руб
Кинв баз = 9660 * 002 = 1932 руб
Кинв пр = 11500 * 002 = 230 руб
Стоимость нормируемых оборотных средств (производственных запасов сырья и материалов незавершенного производства расходов будущих периодов и готовой продукции на складе предприятия) можно принять укрупненно равной 30% полной себестоимости годового объема выпуска продукции.
Коб баз = 3407323 * 03 = 1022197 руб
Коб проект = 69419956* 03 = 20825987 руб
Таблица 27: Величина инвестиций по вариантам проекта
Наименование групп инвестиций
Здания и сооружения м2
Рабочие машины и оборудованиешт.
Транспортные средства шт.
Технологическая оснастка шт.
Производственный инвентарь шт.
Итогоосновные средства
5. Расчёт себестоимости продукции
Себестоимость – это стоимостная оценка используемых в производстве продукции (работ услуг) природных ресурсов сырья материалов топлива энергии основных фондов трудовых ресурсов и других затрат на её производство и сбыт.
Различают технологическую цеховую производственную и полную себестоимость продукции.
Технологическая себестоимость – это сумма текущих затрат на осуществление техпроцесса изготовления продукции (за исключением затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты услуги сторонних организаций производственного характера и общепроизводственных (цеховых) расходов которые наряду с технологической себестоимостью составляют цеховую себестоимость).
Производственная себестоимость – это цеховая себестоимость вместе с общехозяйственными (общезаводскими) расходами. В расчетах экономической эффективности используется полная себестоимость продукции т.е. производственная себестоимость и коммерческие (внепроизводственные) расходы.
5.1. Расчет затрат на материалы
Затраты на основные материалы рассчитываются с учетом стоимости возвратных отходов однако в рассматриваемом технологическом процессе (закалка) возвратных отходов нет поэтому расчёт ведётся по следующей формуле:
где – программа запуска кг;
– цена материала (стали 50А) рубт;
– коэффициент транспортно-заготовительных расходов
равный 105-108 принимаем 105.
Цена за тонну стали 45 = 2000руб.
Годовой объём запуска = 5274 т.
Годовой объём запуска = 2111 т.
С баз = 2000*105* 2111= 1107643руб
С пр = 2000*105* 5274= 4433143руб
5.2. Затраты на топливо и энергию на технологические цели
К технологическому топливу и энергии относятся: топливо и электроэнергия расходуемая на нагрев заготовок; сжатый воздух и пар потребляемые в производстве.
В данном случае необходимо рассчитать затраты на технологическую электроэнергию. Они рассчитываются по формуле:
где – потребляемая печью электроэнергия (кВт);
– цена 1 квт-час электроэнергии руб.кВт-час;
– производительность печи (тчас).
Стэ баз =5274 *18*02001= 1898816 руб.
Стэ пр = 2111*35*02004= 3694286 руб.
5.3. Расчет фонда заработной платы и отчислений на социальные нужды
Фонд оплаты труда состоит из фонда основной и дополнительной заработной платы производственных и вспомогательных рабочих руководителей специалистов и служащих.
Основная зарплата производственных рабочих определяется по формуле
где – коэффициент премий и доплат рабочих-повременщиков 03;
– средняя часовая тарифная ставка
– эффективный годовой фонд рабочего времени вспомогательного рабочего час (принимается равным 1820 час);
– тарифный коэффициент.
Дополнительная заработная плата принимается в процентах от основной по заводским данным или в размере 8–12 % для основных и 5–7 % для вспомогательных рабочих.
20*(1+03)*173*28 = 1040094 руб.
847 * 012 = 137531 руб.
20*(1+03)*116 * 28 = 768477 руб.
847 * 07 = 53793 руб.
Фонд зарплаты руководителей специалистов и технических исполнителей определяется по формуле
где – коэффициент доплат (для всех категорий может быть принят равным 035);
R – численность руководителей специалистов или служащих чел.;
– среднемесячные оклады служащих руб.;
00 *265) * 1 = 51516 руб.
Таблица 28: Годовой фонд заработной платы работающих
Категории работающих
Годовой фонд основной зарплаты руб.
Годовой фонд дополнительной зарплаты руб.
Производственные рабочие
Руководители специалисты
Налоги и отчисления во внебюджетные фонды на социальные нужды рассчитываются в процентах от фонда оплаты труда по ставкам установленным на текущий момент (346%).
Таблица 29: Отчисления с фонда заработной платы работающих
Годовой фонд заработной платы
Всего по базовому варианту
Всего по проектному варианту
5.4. Определение общепроизводственных общехозяйственных и коммерческих расходов
Общепроизводственные (цеховые) расходы состоят из:
)расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;
)расходов по организации обслуживанию и управлению производством.
По каждому из этих видов расходов составляется смета затрат.
I. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудовании
Амортизация оборудования и транспортных средств определяется по формуле:
где Цбj – балансовая цена j-го оборудования;
mпрj – количество j-го оборудования шт.;
Нaj – норма амортизационных отчислений j-го вида оборудования или транспортных средств.
Н трансп ср ==19*100=1111%
Апечи баз = 9 660* 01429= 138041 руб
Атрансп ср баз 3450 * 01111 = 38330 руб
Апечи пр= 11 500* 01429= 1878349 руб
Атрансп ср пр = 3450 * 01111 = 38330 руб
Содержание оборудования:
Включает стоимость смазочных обтирочных и других вспомогательных материалов силовой электроэнергии и других видов и услуг сторонних организаций вспомогательных цехов.
Стоимость вспомогательных материалов принимается ориентировочно равной 05-1% стоимости оборудования.
Расчёт ведётся по формуле:
где Wy – суммарная установленная мощность нагревательного и обрабатывающего оборудования кВт;
Ц – месячная плата за установленную мощность 12 у.е.;
Квр KN Кпс – коэффициенты соответственно: загрузки оборудования по времени; загрузки его по мощности; потерь электроэнергии в сети (103-105).
Расчёт затрат на содержание оборудования:
Свспом баз= 9660 * 001 = 966 руб
Цуст мощн баз =18*12*254*09*085*103*12= 539185 руб
Свспом пр = 11500 * 001 = 115 руб
Цуст мощн пр =35*12*254*09*085*103*12= 1048415 руб
Текущий ремонт оборудования транспортных средств и ценного инструмента:
Определяется в размере 5-7% от их балансовой стоимости.
З р.об.баз= 9 660 * 007 = 6762 руб
З р.об.пр= 11500 * 007 = 805 руб
Расходы на внутризаводское перемещение грузов:
Принимают укрупненно в размере 40% от стоимости транспорта.
З пер гр баз=3000*04 = 1200 руб
З пер гр пр=3000*04 = 1200 руб
Таблица 30: Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования
Амортизация оборудования и транспортных средств
Содержание оборудования
Основная и дополнительная зарплата вспомогательных рабочих руб
Текущий ремонт оборудования транспортных средств и ценного инструмента
Внутризаводское перемещение грузов
Износ малоценных и быстроизнашивающихся инструментов и приспособлений
1. Амортизационные отчисления (п. 1)
2 Расходы на оплату труда (п.3)
II. Расчет расходов по организации обслуживанию и управлению производством
Затраты на содержание аппарата управления цехом (участком) включают основную и дополнительную зарплату служащих.
Амортизация зданий сооружений и инвентаря
Определяется аналогично амортизации оборудования исходя из балансовой стоимости зданий и производственного инвентаря и норм амортизационных отчислений.
Н инвент==15*100=20%
А зд баз= 123750 *0025= 309375 руб
А инв баз= 1932 * 02= 3864 руб
А зд пр= 123 750 *0025= 309375 руб
А инв пр= 230* 02= 46 руб
Расходы на содержание зданий сооружений и инвентаря (стоимость материалов топлива энергии пара и воды на хозяйственные нужды) можно определить исходя из размера площади цеха (участка) в м2 и норматива этих расходов: 7-10 у.е.м2 – при работе в 3 смены.
Расчет расходов на содержание зданий сооружений и инвентаря .
Ррасх зд баз =10 * 1875 * 254= 4950 руб
Ррасх зд пр =10 * 1875 * 254 = 4950 руб
Расходы на текущий ремонт зданий и сооружений принимается в размере 15 – 3% от их стоимости инвентаря – 10%.
Расчет расходов на текущий ремонт зданий и сооружений:
Ррем зд баз = 123750 * 003 = 37125 руб
Ррем инв баз = 1932 * 01 = 1932 руб
Ррем зд пр = 123750 * 003 = 37125 руб
Ррем инв пр = 230* 01 = 23 руб
Расходы на испытания опыты исследования рационализацию и изобретательство принимаются в размере 100-140 у.е. на 1 работающего.
Расходы на испытания опыты исследования рационализацию и изобретательство
Р исп баз = 2 * 140*264 = 7392руб
Р исп пр= 2 * 140*264 = 7392руб
Расходы по охране труда принимаются в размере 70 – 100у.е. на одного работающего.
Р охр тр баз = 2 * 100 *264 = 528 руб
Р охр тр пр = 2 * 100 *264 = 528 руб
Износ малоценного и быстроизнашиваемого инвентаря принимаются в размере 50 – 70 у.е. на 1 работающего.
Иинв баз = 2*70*264 = 3696руб
Иинв пр = 2*70*264 = 3696руб
Прочие расходы составляют 2–25% от всей суммы расходов.
Таблица 31: Смета расходов по организации обслуживанию и управлению производством
Содержание аппарата управления с отчислением на социальные нужды
(технические исполнители и руководители)
Амортизация зданий сооружений и инвентаря
Содержание зданий сооружений и инвентаря
Текущий ремонт зданий сооружений и инвентаря
Испытания опыты и исследования рационализация и изобретательство
Износ малоценного и быстроизнашиваемого инвентаря
1. Амортизационные отчисления
2. Расходы на оплату труда (п.1)
3. Материальные затраты (п.3+п.4)
4. Прочие (п.5+п.6+п.8)
Общепроизводственные расходы Sоб
где Sc – расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;
Sуп – расходы по организации и управлению производством
Sобп баз = 1345101 + 17887602 = 19232703 руб
Sоб пр= 1346205 + 18437845= 19784050 руб
Общехозяйственные (общезаводские) расходы
Принимаются в размере 60–80% от основной заработной платы производственных рабочих.
Sобщехоз баз = 1283621* 08 = 1026897 руб
Sобщехоз пр= 1283621 * 08 = 1026897 руб
Коммерческие расходы составляют 3–5% от производственной себестоимости.
Результаты расчетов калькуляционных статей текущих затрат занесены в таблицу
Таблица 32: Калькуляция полной себестоимости годового выпуска продукции
Наименование калькуляционных статей
Разность между базовым и проектным вариантами руб
Затраты на основные и вспомогательные материалы
Топливо и энергия на технологические цели
Основная заработная плата производственных рабочих
Дополнительная заработная плата производственных рабочих
Отчисления на социальные нужды
Общепроизводственные расходы
Итого цеховая себестоимость (пп 1-6)
Общехозяйственные расходы
Производственная себестоимость
Коммерческие расходы
Полная себестоимость годового выпуска продукции (пп 910)
6. Расчёт технико-экономических показателей участка
Полная себестоимость 1 тонны Стали 45 по базовому варианту составит:
С = 3659838 5274 = 693875 руб.
Отпускная ценах Стали 45 (руб.) определяется по базовому варианту по формуле
где Рс – рентабельность продукции в процентах к себестоимости (по заводским данным или 20-30%).
Полученное значение заносится в таблицу
Таблица 33:Технико-экономические показатели участка
Годовой объем выпуска продукции
а) в натуральном выражении т;
б) в стоимостном выражении (отпускных ценах) руб.
Стоимость инвестиций – всего руб.
в том числе основных средств руб.
Численность работающих чел.
в том числе производственных рабочих чел.
Фонд заработной платы руб.
Среднемесячная зарплата 1 работающего руб. (п.4 п.3) 12
Себестоимость годового объема руб.
в том числе материальные затраты
Себестоимость единицы продукции руб. (п.9п.1а)
Прибыль предприятия руб. (п.1б – п.6)
Чистая прибыль предприятия руб. (п.8*(1-018))
Рентабельность продукции % (п.9 п.1б)*100
Фондоотдача руб.руб. (п.1бп.2.1)
Фондовооруженность труда руб. (п.2.13.1)
Рентабельность инвестиций % (п.9 п.2)*100%
Период возврата инвестиций лет (п.2 п.9)
7. Оценка эффективности инвестиций
Динамический срок окупаемости-временный период за который дисконтированные вложения связанные с инвестиционным проектом покрываются дисконтированными результатами его осуществления.
Дисконтированная стоимость- величина денежных средств в начальный момент времени.
Чистый дисконтированный доход- это сумма дисконтированных значений потока платежей от проекта приведённых к сегодняшнему дню.
Показатель представляет собой разницу между всеми денежными притоками и оттоками приведенными к текущему моменту времени (моменту оценки инвестиционного проекта).
Коэффициент дисконтирования- это коэффициент применяемый для дисконтирования то есть приведения величины денежного потока на n-ном шаге многошагового расчета эффективности инвестиционного проекта к моменту называемому моментом приведения.
Денежным потокомназывают движение денежных средств в организации: поступление и выбытие финансов и их эквивалентов.
Таблица 34: Динамический срок окупаемости
2Амортизационные отчисления
Чистый поток денежных средств (п2-п1)
Тоже нарастающим итогом
Инвестиции с учетом dt
Чистый доход с учетом dt
Чистый поток денежных средств с учетом dt
Чистый дисконтированный доход
1. Производственная санитария техника безопасности и пожарная безопасность
В задачи техники безопасности входит выявление потенциальных опасностей и их источников разработка комплекса мер по обеспечению безопасности работающих с целью сокращения производственного травматизма и гибели людей в результате несчастных случаев аварий и т.д. Обязательным условием безопасности труда является строгое соблюдение каждым работником трудовой дисциплины правил техники безопасности правильное и умелое обращение с оборудованием культурное содержание рабочих мест.
1.1. Характеристика помещения в котором проводятся исследования
Мощность проектируемого цеха – 20688 тгод по выпуску чеки тормозной колодки 6987 тгод втулки шпинтона. Компоновка производственных площадей выполнена в соответствии с технологическим процессом.
Планировка и размещение оборудования обеспечивают минимальную длину грузопотоков исключают их перекрещивание.
Расстояние между оборудованием размещение их относительно элементов здания ширину проездов и проходов выбираем в соответствии с ТКП 45–3.02–90–2008 «Производственные здания. Строительные нормы проектирования» (с изм. №2 от 03.12.2018 г. № 259) и Правил по охране труда (утв. 1.07.2021 г. № 53) т.е. не менее 08 м между оборудованием с учетом ограждений ширина проездов не менее 3м.
1.2. Вредные вещества
Опасные и вредные производственные факторы характерные для данного цеха:
физические (движущиеся машины и механизмы при межоперационном перемещении материалов повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны повышенная температура воздуха рабочей зоны повышенный уровень шума на рабочем месте повышенный уровень вибрации недостаточная освещённость рабочей зоны и т.д.).
химические (токсические раздражающие).
психофизиологические (нервно-психические перегрузки монотонность труда).
Технологические процессы характеризуются большим числом операций при выполнении которых выделяется пыль аэрозоли и газы. В воздушной среде термического цеха кроме пыли в больших количествах содержатся оксиды углерода оксиды азота и др. Источниками выделения вредных веществ являются печи термической обработки моечные машины закалочные баки.
ПДК и классы опасности вышеперечисленных вредных веществ в соответствии с ГОСТ 12.1.005 – 88 и Санитарных норм и правил «Требованию к контролю воздуха рабочей зоны» и Гигиенического норматива «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны» утв. пост. Министерства здравоохранения от 10.10.2017 г. № 92 приведены в табл.
Таблица 35:Характеристика вредных веществ
Токсикологическая характеристика
оказывает удушающее действие
поражение концевых дыхательных путей и лёгочных альвеол
Кремнийсодержащая пыль
раздражает слизистые оболочки приводит к силикозу
В рассматриваемом цехе предусмотрены следующие мероприятия по борьбе с вредными газами и запылённостью воздуха:
термические печи оснащены системами очистки для исключения попадания в атмосферу газа или пыли а также высокоэффективная очистка от вредных составляющих;
усовершенствованы технологические процессы и оборудование которые обеспечат отсутствие или незначительное выделение в воздух рабочей зоны (помещений) в атмосферу и сточные воды вредных веществ в концентрациях не превышающих санитарно-гигиенических норм;
механизация и автоматизация производственных процессов с применением технологических процессов при которых исключаются шум выделение пыли и вредных испарений.
1.3. Метрологические условия
Метеорологические условия или микроклимат в производственных условиях определяются температурой воздуха относительной влажностью скоростью движения воздуха на рабочем месте (табл. 36) и интенсивностью теплового излучения (табл. 37) согласно санитарных норм и правил «Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях» Гигиенического норматива «Показатели микроклимата производственных и офисных помещений» и гигиенического норматива «Микроклиматические показатели безопасности и безвредности на рабочих местах» (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 25.01.2021 г. № 37) . Категория работ выполняемых в цехе относится к категории работ III и к работам II б. Для данных категорий энергозатраты составляют: при работах II б – 201–250 ккалч а при работах III – более 250 ккалч.
Допустимые значения параметров микроклимата в холодный и теплый периоды года необходимо соблюдать на рабочих местах производственных и офисных помещений на которых выполняются работы связанные с нервно-эмоциональным напряжением работника
Таблица 36: Допустимые значения параметров микроклимата на рабочих местах производственных помещений
по уровню энергозатрат
Температура воздуха оС
Температура поверхности оС
Относительная влажность воздуха %
Скорость движения воздуха мс
диапазон ниже оптимальных величин
диапазон выше оптимальных величин
для диапазона температуры воздуха ниже оптимальных величин
для диапазона температуры воздуха выше оптимальных величин
Таблица 37:Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников
Источники теплового излучения нагретые до свечения
Облучаемая поверхность тела %
Интенсивность теплового
облучения не более Втм2
При тепловом облучении от источников нагретых до белого и красного свечения обязательным является использование средств индивидуальной защиты.
Мероприятия по нормализации параметров микроклимата:
все агрегаты выделяющие пыль тепло и газы снабжены вентиляционными установками;
изоляция термического отделения от других отделений цеха;
воздушное душирование рабочих мест с большим выделением тепла;
компенсация удаляемого из цеха воздуха свежим подаваемым приточными установками с подогревом или охлаждением;
теплоизоляция наружных поверхностей агрегатов выделяющих тепло (термические печи соляные ванны и др.).
Воздухообмен в цехе производится с помощью естественной и механической вентиляции отвечающих требованиям СН 4.02.03 – 2019. Система вентиляции позволяет снизить содержания в воздухе пыли ядовитых паров и газов до концентрации не превышающей ПДК.
Производственные участки и оборудование обеспечены местной вытяжной вентиляцией. В помещении термического цеха со значительным выделением теплоты естественная вентиляция обеспечивает большой воздухообмен и значительную экономию электроэнергии.
Аварийная вентиляция предусматривается в данном термическом цеху на случай внезапного выброса в воздух рабочей зоны большого количества вредных веществ.
1.5 Производственное освещение
В проектируемом цехе предусмотрено естественное и искусственное освещение. Цех относится к 1– ой группе производственных помещений по СН 2.04.03-2020 «Естественное и искусственное освещение» и гигиенического норматива «Показатели безопасности для человека световой среды помещений производственных общественных и жилых зданий» (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 25.01.2021 г. № 37).
В цеху предусмотрено комбинированное естественное освещение. Для естественного верхнего освещения на кровле здания расположены световые фонари в дополнение к освещению улучшающие естественную вентиляцию. Боковые устройства выполнены в наружных стенах здания в виде оконных проёмов.
В качестве искусственного в цеху используется рабочее и аварийное освещение. Общее рабочее освещение обеспечивается газоразрядными лампами одинаковой мощности. Для местного освещения (освещения рабочих мест) используются лампы накаливания. Освещенность при системе комбинированного освещения составляет 750 лк а при системе общего освещения 300 лк.
Нормы освещенности рабочих мест участков цеха представлены в таблице
Таблица 38:Нормы освещенности участков цеха
Разряд зрительной работы
Подразряд зрительной работы
Искусственное освещение
Естествен-ное освещение
Совмещен-ное освещение
При верхнем или комбинированном освещении
При боковом освещении
При системе комбинирован-ия освещения
Сроки чистки светильников – не реже 4-х раз в год.
Источниками интенсивных шумов в цехе являются: кран-балки дробеметные камеры для очистки деталей. Дробеметные камеры располагаются в изолированных помещениях для уменьшения уровня шума до допустимого.
Характер шума – широкополосный длительность воздействия от 4 до 8 час. Уровень шума на рабочих местах не превышает допустимый 80 дБА согласно ГОСТ 12.1.003 – 83 и Санитарным нормам правилам и гигиеническим нормативам « Шум на рабочих местах в транспортных средствах в помещениях жилых общественных зданиях и их территории жилой застройки» и гигиеническим нормативом «Показатели безопасности и безвредности шумового воздействия на человека» (постановление Совета Министров от 25.01.2021 г. № 37).
Для снижения уровней шума предусмотрены: изолирующие кожухи глушители противошумные укрытия. На участке с повышенным шумом оборудуются комнаты психологической разгрузки. Рабочими используются индивидуальные средства защиты: беруши наушники.
Уровень виброускорения общей технологической вибрации на рабочих местах не превышает 50 дБ а локальной вибрации при работе с ручным виброинструментом не превышает 76 дБ согласно Санитарных норм и правил «Требования к производственной вибрации» и «Гигиенического норматива «Предельно допустимые и допустимые уровни нормируемых параметров при работах с источниками производственной вибрации» и гигиенического норматива «Показатели безопасности и безвредности вибрационного воздействия на человека» (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 25.01.2021 г. № 37).
Для снижения уровней вибрации в цехе предусмотрены следующие средства защиты: виброизолирующий фундамент герметичные изолирующие кожухи индивидуальная защита (специальные антивибрационные рукавицы обувь с амортизированными подошвами).
1.7 Электробезопасность
Помещение цеха классифицируется как помещение с повышенной опасностью поражения электрическим током (металлические полы).
Меры защиты от поражения электрическим током:
– недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения;
– пониженное напряжение;
– защитное заземление Rз = 4 Ом ГОСТ 12.1.030 – 81;
– автоматическое отключение при коротком замыкании;
– индивидуальные средства защиты.
На полу на рабочем месте уложены диэлектрические резиновые коврики.
При автоматическом отключении установки от срабатывания защиты повторное включение разрешается производить только после выяснения и устранения причин отключения.
1.8 Требования безопасности к технологическому процессу и оборудованию
Основными опасными факторами в термическом цеху являются: движущиеся машины и механизмы подвижные части производственного оборудования: нагретые изделия или части агрегатов; токоведущие части оборудования без изоляции; трубопровод вытяжной вентиляции через который отводятся пары масел.
Для обеспечения безопасности труда работающих предусмотрены следующие меры:
– устранение непосредственного контакта рабочих с материалом и готовой продукцией отходами производства;
– автоматическое управление печами;
– ограждение емкостей содержащих опасные для здоровья людей вещества;
– наличие сигнальных ламп извещающих о нарушении техпроцесса или условий безопасности;
– применение средств коллективной защиты.
Требования безопасности к оборудованию и инструменту установлены ГОСТ 12.3.004-75 «Оборудование технологическое для термического производства» и Межотраслевыми правилами по охране труда при термической обработке металлов.
Наличие ограждений токоведущих частей предусмотрено конструкцией электрооборудования. Опасные зоны указаны в инструкциях и технических документах машин.
Части производственного оборудования представляющие опасность для людей имеют специальные цвета. Цветовые решения рабочего места соответствуют требованиям технической эстетики.
Cтены и потолки окрашиваются в светлые тона; подъемно-транспортное оборудование в светло-серый цвет движущиеся или выступающие части в желтый цвет или зеброй; внутренние поверхности дверей электрооборудования и другие опасные зоны вентиляционные трубы металлические колонны в красный цвет; печи алюминиевой краской.
Рабочие при выполнении технологических операций используют средства индивидуальной защиты.
1.9 Пожарная безопасность
Согласно ТКП 474-2013 «Категорирование помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» термический цех относится к категории Г2 по пожарной опасности: помещения в которых негорючие вещества и материалы находятся в раскалённом горючем или расплавленном состоянии при обработке которых выделяется лучистое тепло искры пламя свечение. Степень огнестойкости – 1 согласно СН 2.02.05-2020 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».
Источником загорания могут быть электропечи электропроводка материалы в горячем состоянии процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла взрывоопасные смеси образующиеся внутри и снаружи печного пространства масляные среды для охлаждения обрабатываемых материалов.
Территория цеха обеспечена пожарным щитом который имеет углекислотный огнетушитель ОУ-5 (ТКП 295-2011) плотное волокно войлок лом топор багор лопата ящик с песком.
В соответствии с СН 2.02.05-2020 на случай возникновения пожара в цеху обеспечена возможность безопасной эвакуации через два выхода (цеховые ворота) которые ведут наружу. Пожарный проезд шириной 5м.
2. Расчет интенсивности теплового облучения на рабочем месте термиста
Источником теплового излучения является открытое окно печи. Интенсивность теплового облучения зависит от температуры его источника и площади излучающей поверхности.
Расчет интенсивности облучения производится исходя из следующих данных:
источник излучения – окно печи;
площадь излучающей поверхности – 05 м2;
температура печи – 1393 K;
расстояние от центра излучающей поверхности до облучаемого объекта – 23 м.
Интенсивность теплового облучения Q Втм2 определяется по формуле:
где F – площадь излучающей поверхности м2;
Т – температура излучающей поверхности К;
l – расстояние от центра излучающей поверхности м.
Согласно нормам ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и санитарным нормам правилам и гигиеническим нормативам «Гигиенические требования к организации технологических процессов и производственному оборудованию» интенсивность теплового облучения на работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования не должна превышать Втм².
Для защиты от облучения необходимы соответствующие меры: установить защитные экраны применить воздушное душирование на рабочем месте обеспечить средствами индивидуальной защиты а также уменьшить время пребывания термиста у открытого окна печи.
КОНТРОЛЬ И ВЕРОЯТНЫЕ ДЕФЕКТЫ ДЛЯ ЧЕКИ И ВТУЛКИ
1. Дефекты возникающие при обрабоатке
Чека изготавливается методом штамповки с последующей ковкой или горячей прокаткой. К ней предъявлен не ниже Т4 класса точности ГОСТ 7505.
Таблица 39: Классы точности
1.1. Виды дефектов возникающие при горячей прокатке:
Трещины. Продольные - являются следствием дефектов поверхности валков обжимных клетей грубой вырубки дефектов заготовки и пр. поперечные - следствием повышенных обжатий при свободном уширении.
Риски царапины – являются результатом травмирования поверхности раската валковой арматурой наварами на пропусках и проводках.
Усы (заусенцы лампасы) – результат переполнения калибра металлом неправильной настройки валков.
Закат – продольная складка (по внешнему виду трещина) от закатанного заусенца. Расположена под острым углом к поверхности (в отличие от трещины).
Флокены – мелкие внутренние трещины образующиеся в результате выделений водорода при ускоренном охлаждении стали.
Искажение геометрической формы раската в продольном (разнотолщинность волнистость коробоватость серповидность и пр.) и поперечном направлениях.
Рисунок 33:Искажение геоиметрической формы раската
1.2. Виды дефектов возникающие при штамповке:
Волосовины — тонкие (волосные) не просматриваемые до дна трещины на поверхности поковок глубиной 05-5-15 мм возникающие вследствие раскатки в длину подкорковых газовых пузырей слитка при прокатке металла.
Рисунок 34: Волосовины
Плены — застывшие на стенках изложницы брызги жидкой стали раскатываемые при прокатке в отслаивающиеся с поверхности пленки толщиной до 15 мм и остающиеся после штамповки на поверхности поковок.
Расслоения — вытянутые на значительную длину при прокатке слитка усадочная раковина или рыхлость края которой при штамповке выжимаются в заусенец и обнаруживаются в виде дефекта после обрезки заусенца.
Рисунок 36: Расслоения
Инородные включения — попавшие в жидкую сталь шлаки песок и другие посторонние включения которые понижают прочность деталей и могут приводить к поломкам инструмента при обработке резанием.
Рисунок 37: Инородные включения
1.3. Дефекты возникающие при резке заготовок
Косой срез причинами которого является увеличенный зазор между ножами несоответствие вырезов в ножах разрезаемому профилю или неправильный угол между разрезаемой штангой и передней плоскостью ножей.
Рисунок 38: Косой срез
Заусенцы и искривление конца заготовки возникающее вследствие чрезмерного зазора между ножами.
Рисунок 39: Заусенец
Грубый срез или скол с вырывом металла — результат малого зазора между ножами.
Рисунок 40: Грубый срез или скол
Торцевые трещины образующиеся сразу или через 2-6 ч после резки из-за больших остаточных напряжений при смятии ножом главным образом у крупных круглых профилей. Вероятность появления этого вида брака возрастает при пониженных температурах поэтому во избежание трещин легированную и высокоуглеродистую сталь перед резкой на ножницах подогревают до 300-500 °С.
Рисунок 41: Торцевая трещина
1.4. Дефекты возникающие при ковке
Зажимы – появляются в результате нарушения приёмов ковки (протяжка разгонка).
Вогнутые торцы – образуются из-за малой температуры нагрева заготовки небольшого веса рабочей части молота или неправильной технике ковки.
Рисунок 43: Вогнутые торцы
Вмятины – вмятины образуются если во время не удалять слой окисленного металла с поверхностных слоёв заготовки или же с поверхности бойка.
Наклеп – упрочнение поверхностных слоёв заготовки. При дальнейшей обработке может привести к расколу заготовки.
1.5. Дефекты возникающие в следствии нагрева
Недостаточная твердость - закаленной детали объясняется недогревом или недостаточно интенсивным охлаждением.
Перегрев и пережог – следствие завышения температуры термической обработки вызывающие в 1м случае рост зерна во 2м - рост и окисление (оплавление) границ зерен. Этот дефект вызывает охрупчивание сопровождающееся крупнокристаллическим изломом резким снижением пластичности и ударной вязкости.
Окисление и обезуглероживание поверхности. Этот дефект наблюдается при обработке деталей в газовых или мазутных печах или электрических печах без защитной атмосферы. Удаляется дефектный слой при механической обработке.
Рисунок 47: обезуглераживание
Внутренние напряжения
2. Технические требования
Согласно ГОСТ-у 8479-70 к поковкам предъявлены требования к изготовлению. Согласно данному госту сдача поковок должна производиться с дополнительными видами испытаний не предусмотренными настоящим стандартом (проверка на флокены проба по Бауману ультразвуковой и перископический контроль определение величины остаточных напряжений предела текучести при рабочих температурах определение ударной вязкости при рабочих и отрицательных температурах макро- и микроанализ структуры стали проба на загиб определение величины зерна и др.). В этом случае поковки также относятся к одной из групп: II III IV и V.
Таблица 40: Группа поковок
Исходным материалом для изготовления поковок могут служить слитки обжатые болванки (блюмсы) кованые или катаные заготовки а также заготовки с установок непрерывной разливки стали (УНРС) и различные виды проката.
Поковки изготовляются из углеродистой низколегированной и легированной стали и по химическому составу должны соответствовать требованиям ГОСТ 380-88 ГОСТ 1050-74 ГОСТ 19281-73 ГОСТ 4543-71 и другим действующим стандартам или техническим условиям.
По механическим свойствам поковки поставляемые после окончательной термической обработки разделяются на категории прочности.
0 МПа (12 кгсмм) при требуемом менее 600 МПа (60 кгсмм)
0 МПа (15 кгсмм) при требуемом 600-900 МПа (60-90 кгсмм)
0 МПа (20 кгсмм) при требуемом более 900 МПа (90 кгсмм).
Соответственно сами паковки не должны иметь флокенов трещин усадочной рыхлости и т.д. чтобы правильно выполнять свои функции. Поковки в которых обнаружены вышеуказанные дефекты бракуются.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
В. Н. Журавлев Машиностроительные стали. Справочник М.: Машиностроение 1981
Д. Я. Вишняков Г. Н. Ростовцев Оборудование механизация и автоматизация в термических цехах. М.: Металлургия 1964
Майстриков Теория конструкция и расчет металлургических печей т.II1986
Лахтин Теория термической обработки. Справочник. М.: 1980
Василевич В.И. Организац2ия производства и управление предприятием: пособие по экономическому обоснованию дипломных проектов и выполнению курсовой работы для студентов специальности 1 – 42 01 02 «Порошковая металлургия композиционные материалы покрытия» В.И. Василевич Л.М. Короткевич. – Минск: БНТУ 2015. – 35 с.
Лазаренков А.М. Охрана труда в машиностроении: учебное пособие А. М. Лазаренков.— Минск: ИВЦ Минфина 2022. — 588с.
Лазаренков А.М. Охрана труда в металлургии: учебное пособие А. М. Лазаренков.— Минск: ИВЦ Минфина 2019. — 376с.
Вершина Г.А. Охрана труда: учебник Г.А. Вершина А. М. Лазаренков.— Минск: ИВЦ Минфина 2020. — 564с.
Лазаренков А.М. Охрана труда. Учебно-практическое пособие по расчетам в охране труда: электронное пособие А.М. Лазаренков Т.П. Кот Е.В. Мордик Л.П. Филянович. – Минск: Регистр. номер БНТУМТФ 35-42.2018. Зарегистрировано 04.05.2018. – 117 усл.эл.л.
Лазаренков А.М. Охрана труда и пожарная безопасность: учебное пособие А. М. Лазаренков Ю.Н. Фасевич.— Минск: ИВЦ Минфина 2020. — 548с.