|
|
|
Механизация ручного труда технологического процесса формования заготовок кондитерских изделийКрутящий момент: М = Fм(b + l) М = 275(50+55) = 29•103 Н•мм МПа МПа Принимаем r галтели равным 2 мм.
и находим Ку = 2 и Кф = 1,6 - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении
Больше напряжено второе сечение, ослабленное галтелью. Определяем статистическую прочность при перегрузках При перегрузках напряжение удваивается и для второго сечения уn = 30 МПа и ф = 2,8 МПа [у] = 0,8•уm [у] = 0,8•450 = 360 МПа МПа Условие прочности выполнено. Проверяем жёсткость вала. По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб вала под шестерней. Средний диаметр на участке d принимаем равным 45 мм = dш2. Здесь:
мм4 Прогиб в вертикальной плоскости от силы Ft:
От момента Ма прогиб равен нулю. Прогиб в горизонтальной плоскости от сил Ft и Fм.
мм Суммарный прогиб:
мм Допускаемый прогиб [Y] = 0,01•m [Y] = 0,01•5 = 0,05 > 0,124 мм Прогиб находится в допустимых пределах Таким образом, условия прочности и жёсткости выполняются. По этим условиям диаметр вала можно сохранить. 5.3 Расчёт шпоночного соединения Напряжение смятия шпонки:
Принимаем шпонку по ГОСТ 24070-80: b Ч h Ч d = 5 Ч 9 Ч 22, t1 = 5,5, Lр = 10 мм. МПа Допускаемое напряжение [усм] = 80 МПа для шпонки Ст 45 с учётом нагрузки усм < [усм] Условие прочности выполнено. 5.4 Расчёт клиноременной передачи Заданные величины: Передаваемая мощность: N = 2000 Вт Частота вращения меньшего шкива: n1 = 960 об/мин Передаточное отношение: U = 3 Коэффициент режима работы передачи: C = 1,3 Коэффициент угла обхвата шкива: С1 = 0,8 Коэффициент числа ремней: С2 = 0,9 Коэффициент длины ремня: С3 = 0,93 Коэффициент центробежной силы: Q = 0,1 Предел выносливости ремня: S1 = 8 МПа Модуль изгибной упругости ремня: Е = 100 МПа Находим частоту вращения медленного вала. Принимаем S = 0,02 n1 = nc(1 - S) n1 = 960(1 - 0,02) = 940,8 Частота вращения медленного вала: об/мин Определяем угловую скорость ведущего шкива.
с-1 Крутящий момент на маленьком шкиве:
Н•м Определим угловую скорость ведомого шкива:
с-1 определяем сечение и диаметр малого (ведущего) шкива:
Выбираем d1 = 100 мм
Принимаем d2 = 300 мм. Уточняем угловую скорость ведомого шкива: с-1 Передаточное число
Крутящий момент на большом шкиве:
Н•м Определим скорость ремня:
м/с Предварительное значение межосевого расстояния: Аmin = 0,55•(d1 + d2) + h Amin = 0,55•(100 + 300) + 8 = 228 мм Amax = d1 + d2 Amax = 100 + 300 = 400 мм Расчётная длина ремня: L = 2•ar + 0,5•р(d1 + d2) + (d2 - d1)2/4•ar L = 2•400 + 0,5•3,14•(400 + 200)2/4•400 = 1453 Принимаем L = 1400 мм Уточненное значение межосевого расстояния:
где: щ = 0,5•р(d1 + d2) щ = 0,5•3,14(100 + 300) = 628 Y = (d2 - d1)2 = 40000 мм Угол обхвата меньшего шкива:
Число ремней:
где: N0 - мощность, передаваемая одним клиновым ремнём. Натяжение ветви клинового ремня:
V = 0,5•щдв•d1 V = 0,5•100,48•100-3 = 5,024 Q - коэффициент центробежных сил для ремня сечения А = 0,1 Н Сила, действующая на валы
Н 6. Охрана труда 6.1 Вредные факторы при работе на линии
Данная машина, установленная на линии производства кондитерских изделий типа «Коврижка», полностью механизирует ручной процесс формования изделий. Оно заменяет 4 человека, занимавшихся тяжелой (формование теста) монотонной работой. Это позволило повысить общую безопасность линии, поскольку рабочие находились в непосредственной близости к газовой печи и подвергались опасности возможного отравления газами, вредным воздействиям тепла, а так же возможности поражения электротоком и получения травм в результате работы с транспортером печи. Установка машины полностью исключила эти факторы воздействия на человека, поскольку обслуживание машины производится одним человеком. Устройство и принцип работы машины не требует от рабочего постоянного присутствия и контроля над ее работой. Благодаря этому машина, несомненно, приносит пользу в области охраны труда рабочих данной линии. Анализ возможных опасных и вредных факторов при работе на линии в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74.
Таблица 6.1 Вредные факторы при работе на линии
6.2 Инженерно-технические мероприятия по технике безопасности
На рабочем месте у машины предусмотрена аварийная кнопка «Стоп», окрашенная в красный цвет с выпуклой поверхностью для немедленной остановки механизма привода (электрического двигателя). Кнопка «Пуск» утоплена в корпус для предотвращения случайного включения и окрашена в черный цвет. Машина имеет вводный выключатель ручного действия, размещенный на панели управления, подключающий электрооборудование к питающей сети. Выключатель имеет 2 фиксированных положения с отметками «Включено» и «Выключено». На органах управления нанесены символы по ГОСТ 12.4.040-76 ССБТ. Для предупреждения аварий и поломок в связи с перегрузкой в конструкции машины предусмотрены срезающие штифты на муфте электрического двигателя. Высота приемного бункера для теста имеет высоту бортов, исключающую доступ рук к рабочим органам с рабочего места. Дополнительно предусмотрена решетка на бункере с концевым выключателем, отключающим приводной механизм. Электрооборудование оснащено минимальной токовой защитой, исключающей самопроизвольное включение привода при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения. Станина, емкость, корпус электродвигателя оснащены устройством защитного заземления и соединены с защитным заземлением проводом, закрепленным на болтах, и с нулевым проводом, расположенным в подводящем кабеле (ГОСТ 12.2.007-83, ГОСТ 12.1.030-81). Силовой кабель проложен по полу в металлической трубе от СП к машине. На СП кафель подключен к своей индивидуальной группе. Степень защиты электроаппаратуры соответствует категории помещений цехов и участков, установленной действующими правилами техники безопасности и производственной санитарии. Конструкция приводного механизма требует периодическую смазку, и выполнена таким образом, что исключается контакт смазанных поверхностей с продуктом. Движущиеся части приводного механизма, ременные передачи и цепная передача закрыты привинчивающимися кожухами, окрашенными в одинаковый с машиной цвет. Для предохранения машины от аварии и поломок вследствие перегрузок установлена муфта со срезаемыми штифтами. Нерабочие поверхности движущихся частей окрашены в красный цвет. Данное производственное помещение по степени опасности поражения людей электрическим током относится ко второму классу, т.е. помещение с повышенной опасностью. Расчет защитного заземления Защитное заземление представляет собой систему вертикальных электродов-заземлителей, вкопанных в грунт и соединенных стальными трубами, уголками, полосами и другими металлическими соединителями. Заземление бывает контурным или выносным. Заземлители располагаются по периметру цеха или площадки, где размещено электрическое оборудование. При пробое изоляции корпус такой установки при защитном заземлении будет находиться под малым относительно земли напряжением, безопасным для жизни человека при прикосновении. Сопротивление заземляющего устройства представляет собой совокупность сопротивления всех электродов-заземлителей и полосы, соединяющей эти заземлители. Сопротивление растеканию электрического тока при замыкании на землю одного электрода круглого сечения определяется по формуле: Кэл = 5•[ln + 0,5•ln], Ом
где: р - удельное электрическое сопротивление грунта, в которых помещены электроды-заземлители, Ом•м 1 - длина электрода, м d - диаметр электрода, м t = h + l/2 h - глубина заложения электрода в грунт (расстояние от верхнего конца электрода до поверхности земли), м Необходимое количество заземляющих электродов определяется по соотношению:
где: Кс - коэффициент сезонности Vэл - коэффициент использования электродов Кз - максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства. При оценках принимается равным 4 Ом, т.е. это наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства. Из условия безопасности организму человека протекающий через тело его ток не должен превышать 0,04 А. Для соединения вертикально установленных электродов применяется соединительная полоса, длина которой определяется по выражению: L = (n - 1) •а + 0,14, м Если обозначить ширину полосы символом b, то электрическое сопротивление её определяется выражением:
где: Sп = Тогда электрическое сопротивление защитного заземления, состоящего из n электродов и полосы шириной b и длиной L, равно: , Ом Результирующее сопротивление Rрез защитного заземления по нормативам не должно превышать 4 Ом. Таким образом, задача ставится так. При заданных: - грунт, в котором устанавливается защитное заземление; - температура в январе месяце; - тип заземления; - ширина соединительной полосы. Подобрать такое заземление, т.е. рассчитать диаметр электродов, длину электрода, их количество, глубину закладки в грунт, расстояние между электродами и длину соединительной полосы, которое не превышает заданное максимальное значение 4 Ом. Исходные данные: Название грунта - Суглинок Тип заземления - выносное Ширина соединительной полосы - 0,04 м. Температура воздуха - t = 18о С Таблица 6.2 Десять лучших решений по сопротивлению
Приняты обозначения: d - диаметр электрода, м l - длина электрода, м h - глубина заложения, м a - расстояние между электродами, м r - сопротивление заземления, Ом n - число закладываемых электродов, шт lb - длина соединительной полосы, м Рс - затраты на заземление, руб Мероприятия по гигиене труда и промышленной санитарии. Воздух рабочей зоны может загрязняться вредными веществами, выделяющимися при производственных процессах, а также содержащимися в сырье, продуктах, отходах производства. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны Сан ПиН 2.5.552-96 Таблица 6.3 Концентрации вредных веществ в рабочей зоне
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата производственных помещений (ГОСТ 12.1.005 - 88) Таблица 6.4 Параметры микроклимата
Для оздоровления воздушной среды и обеспечения нормируемых параметров микроклимата и концентрации вредных веществ применяется вентиляция. Все теплоизлучающие поверхности на печи закрыты теплоизоляционном материалом. В конструкции печи предусмотрено охлаждение готовых изделий вытяжкой, и дополнительно вытяжная вентиляция установлена в рабочей зоне печи. Поэтому параметры микроклимата для помещения и работы с данной машиной (категория работы по ГОСТ 12.1.005-76-средней тяжести) находятся в пределах допустимых (ГОСТ 1.12.005-88) Герметичное соединение трубопроводов и стыков газовой печи приводит к отсутствию попадания в помещение продуктов сгорания газа. Производственное освещение. Нормы естественного и искусственного освещения производственных помещений (СНиП 23-05-95). Таблица 6.5 Нормы освещения
Работа с машиной ее обслуживание относится к З разряду зрительной работы. Освещенность для этого разряда обеспечивается системой общего освещения, состоящей из 80 ламп типа ЛВ-80 по всей площади участка. Производственный шум и вибрация При разработке технологических процессов, проектирования, разработке и эксплуатации машин и механизмов, а так же организации рабочих мест принимаются все необходимые меры по снижению воздействия шума. Уровень звукового давления в дБ в октавных полосах со средними геометрическими частотами в предельном спектре ПС- 75 (ГОСТ 12.1.003-83) Шум - совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на слух человека, мешающих его работе и отдыху. Вибрация - механические колебания материальных тел. Источниками шума являются упругие колебания как всей машины в целом, так и отдельных ее частей. Инженерно- технические мероприятия по промышленной санитарии. Конструкция машины и приводной станции выполнена таким образом, что при работе на максимальных оборотах не происходит превышения нормы по вибрации. Рабочие органы машины функционируют в массе теста, по этому на рабочем месте машины уровни звука, звукового давления не превышает норму.
Таблица 6.5 Уровни звука
Гигиенические нормы общей вибрации (ГОСТ 12.1.2-92) Среднеквадратические уровни виброскорости (м/с) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) на постоянных рабочих местах.
Таблица 6.6 Уровни вибрации
Основные способы защиты работающих от воздействия шума, вибрации. Рациональная планировка предприятий и цехов: проведение организационно технических мероприятий: уменьшение шума в источнике его возникновения: изменение направленности излучения шума: акустическая обработка помещений: уменьшение шума на пути его распространения: применение средств индивидуальной защиты. Меры по пожарной безопасности. В соответствии с ОНТП-24-86 помещение участка соответствует классу Д по пожарной безопасности. Все технологические инструменты и приспособления, используемые для работы непосредственно вблизи печи, изготовлены из металла. Трубопроводы с газом подведены к печи по потолку, что исключает их случайное повреждение. Помещение имеет запасной выход. Общее количество средств пожаротушения: А) углекислотные пучные огнетушители типа ОУ-2.ОУ-5 в количестве 6 шт. Б) пенные, химические, воздушно-пенные и жидкостные огнетушители - 6 шт. В) ящики с песком - 6 шт. Г) войлок, асбест размер 2*2,2* 1?5м - 6 шт. Промышленная экология Печь термического уничтожения отходов. Уничтожение полиэтиленовой упаковки. 7. Экономический расчёт На данном этапе развития экономики в целом и пищевой промышленности в частности, всё большее значение приобретает интенсивный путь развития. Это подразумевает дальнейшее использование скрытых резервов производства. Здесь целесообразна дальнейшая модернизация оборудования, линий и отдельных машин с целью уменьшения энергоёмкости, количества отходов, увеличения производительности с параллельным увеличением качества продукции и расширением ассортимента изделий. Проектируемая формовочная машина полностью удовлетворяет требованиям по вышеперечисленным направлениям. Она заменяет ручной непроизводительный труд формования тестовых заготовок. При увеличении суммарной мощности линии, машина позволяет увеличить производительность. При необходимости машина может быть перестроена на более высокую производительность без сложных конструктивных изменений. При этом машина за короткое время перестраивается на новый, аналогичный изделиям "Коврижка", тип продукции. При этих достоинствах она проста в эксплуатации. Применение механического формования вместо ручного позволяет нормализовать весть процесс изготовления изделий "Коврижка". Замещение машиной единственной ручной операции на линии дает возможность стабилизировать процесс и частично автоматизировать, что даёт не только положительный экономический эффект, но и позволяем улучшить продукцию. Потому что машина изготавливает одинаковые по размерам изделия с равным дозированным количеством начинки. Поэтому практически полностью снижаются отходы, брак из-за неравномерной выпечки. Сравнительно небольшой, порядка 405,44 тыс. руб., экономический эффект объясняется малой заданной производительностью линии П = 1 т/смену, при сроке окупаемости 0,16 г. Но относительные изменения показателей свидетельствуют о целесообразности применения формующей машины и возможности дальнейшего увеличения эффективности при расширении объёма производства всей линии. Таблица 7.1 Данные для расчёта экономической эффективности
В расчёте принимаем, что расход электроэнергии на 1 т изделия не изменился. Экономия по заработной плате, тыс. руб. (4 - 1)•2•4•12 = 288 Экономия по отчислениям на социальные нужды, тыс. руб. 288•0,356 = 102,5 Отчисления на охрану труда (%), тыс. руб. 288•0,05 = 14,4 Экономия на спецодежде высвобожденных рабочих, тыс. руб. (4 - 1) •2•2•0,25 = 3 Экономия по возвратным отходам (0,2%), тыс. руб. 160•0,325 = 52 Итого: 459,9 тыс. руб. Увеличения затрат: 1. расходы на электроэнергию, тыс. руб. 2,2•2•244•1,3•0,7•16 = 15,63 2. амортизация оборудования, тыс. руб. 69•0,124 = 8,6 3. расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, тыс. руб. 69•0,138 = 9,52 Итого: 33,8 тыс. руб. Условно-годовая экономия: Эг = 459,9 - 33,8 = 423,14 тыс. руб. Срок окупаемости, лет Ток = Экономическая эффективность капитальных затрат Эобщ = Годовой экономический эффект, тыс. руб. Эг = Эус - 0,3•К2 Эг = 426,12 - 0,3•69 = 405,44 Прирост производительности труда на участке в смену в результате сокращения численности Вв = Вв = где: Чср - расчётная среднесписочная численность рабочих на участке, в пересчёте на объём производства после внедрения. Таблица 7.2 Экономическая эффективность модернизации участка линии производства изделий типа «коврижка»
Заключение
Данный проект предлагает новое инженерное решение, предлагающее полную замену ручного труда в процессе формования заготовок из теста с начинкой. В формующей машине применен принцип нагнетания теста шестеренчатыми рабочими органами через формирователь пласта с одновременным введением в пласт начинки. Съемный формирователь обеспечивает возможность изменения формы пласта, т.е. расширение ассортимента. Установленный вариатор позволяет использовать различные сорта теста, аналогичные пряничному. В результате разработки уничтожен ручной труд на участке, что позволит сделать линию в целом более производительной. Уменьшился до минимума отход сырья. Машина повышает качество изделий. Машина защищена пускозащитной аппаратурой от поражения электротоком и полностью исключает травматизм от механического воздействия на человека. Машина дает широкие возможности для увеличения производительности и автоматизации всей линии. Применение машины дает несомненный экономический эффект, составляющий 405,44 тыс. рублей в год. Затраты на внедрение формующей машины окупятся за 0,16 года. Резервы производительности позволяют предполагать об увеличении экономического эффекта. Вышеперечисленные достоинства позволяют судить о возможности применения данного проекта на производстве. Список информационных источников Анурьев В.И., «Справочник конструктора-машиностроителя». Том 1-3. Москва. «Машиностроение». Гузенков П.Г., «Краткий справочник к расчетам деталей машин». Москва, «Высшая школа», 1968. Дансков В.С., Зуева Р.В. и др., «Организация и планирование на предприятиях пищевой промышленности», Москва, «Пищепромиздат», 1963. Журавлева Е.И. и др., «Технологии кондитерского производства», Москва, «Пищевая промышленность», 1968. Журнал «Пищевая промышленность» № 23-28., 1991. Иванов М.Н., «Детали машин», Москва, «Высшая школа», 1991. Лунин О.Г., Черноиванник А.Я., «Технологическое оборудование кондитерской промышленности», Москва, «Пищевая промышленность», 1975. Лунин ОТ., Черноиванник А.Я., «Оборудование предприятий пищевой промышленности», Москва, «Пищепромиздат», 1963. Лунин О.Г., Велтищев В.Н., «Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудование пищевых производств», Москва, «Агропромиздат», 1990. Мороз В.К., «Курсовое и дипломное проектирование по курсу эксплуатация оборудования предприятий пищевой промышленности», Москва, «Легкая и пищевая промышленность», 1984. Маршалкин Г.А., «Технологическое оборудование кондитерских фабрик», Москва, «Пищепром», 1968. Сегеда Д.Г., Дашевский В.И., «Охрана труда в пищевой промышленности», Москва, «Легкая и пищевая промышленность», 1988. Соколов А.Я., «Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств», Москва, «Пищепрбмиздат» |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |
||
