На интенсивность шума насосных установок большое влияние оказывают конструктивные особенности, параметры и режим их работы, техническое состояние оборудования. В зависимости от уровней шума, создаваемых насосами, можно рекомендовать различные способы снижения, включающие улучшение конструкции, использование насосов в оптимальном режиме их работы, своевременный ремонт. Для снижения шума необходимо уменьшать пульсацию давления в транспортируемом потоке и перепад давлений. Для снижения шума насосов, уменьшения динамических нагрузок на строительные конструкции, а также снижения передачи структурного шума по конструкциям здания насос необходимо устанавливать на виброизолированный фундамент [13].
Рубильный станок относится к наиболее шумным машинам. Шум, вызываемый движением измельчающего инструмента, резанием и ударами частиц материала практически неустраним, но конструктивными мерами можно значительно снизить его уровень. Корпус измельчителей необходимо выполнять звукоизолированным, например, облицовывать его изнутри звукопоглащающими панелями. Упругими прокладками под станиной станка можно снизить передачу вибраций. Для исключения отрицательного влияния измельчителей на акустическую обстановку других производственных отделений их следует размещать в отдельных помещениях.
В том случае, если технологическими мерами не удалось снизить уровень шума и вибраций до допустимых значений, применяют индивидуальные средства защиты: противошумные вкладыши, обувь на толстой резиновой или войлочной подошве, рукавицы или перчатки со специальными виброзащитными вкладышами [13].
Для создания благоприятных условий труда необходимо организовывать рациональное освещение рабочих мест. Для освещения производственных помещений используют естественный свет в дневное время и искусственный, когда естественная освещённость отсутствует.
На данном предприятии должна быть организована комбинированная система освещения. В качестве источников искусственного освещения для общего освещения производственных помещений применяют люминисцентные лампы.
Кроме того, у термопластавтомата должен быть предусмотрен светильник со светорассеивающим стеклом.
На производстве предусмотрено аварийное освещение производственных помещений при отключении рабочего освещения. Наименьшая освещённость рабочих мест должна составлять не менее 2 лк внутри здания и не менее 1 лк на открытых площадях.
Светильники аварийного освещения должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения типом, размером или иметь специальные знаки.
Для аварийного освещения разрешается применять как лампы накаливания, так и люминисцентные лампы [12].
8. Технологические расчеты
8.1. Материальный баланс
Для получения 1 кг изделия расходуется следующее количество компонентов:
· капролактам – 0,2185 кг,
· феррит бария – 0,8234 кг,
· уксусная кислота – 0,0021 кг,
· вода – 0,021 кг.
Общая масса – 1,0461 кг.
Найдем расход каждого из компонентов на одну тонну продукта с учетом потерь:
1. Расход капролактама:
1,0461 кг – 0,2185 кг
Х 1 = 208,87 кг
1000 кг – Х 1 кг
С учетом 4,95% потерь: 208,87*0,0495 = 10,34 кг.
2. Расход феррита бария:
1,0461 кг – 0,8234 кг
Х 2 = 787,11 кг
1000 кг – Х 2 кг
С учетом 1,7% потерь: 787,11*0,017 = 13,38 кг.
3. Расход уксусной кислоты:
1,0461 кг – 0,0021 кг
Х 3 = 20,07 кг
1000 кг – Х 3 кг
С учетом 0,85% потерь: 20,07*0,0085 = 0,17 кг.
4. Расход воды:
1,0461 кг – 0,021 кг
Х 4 = 20,07 кг
1000 кг – Х 4 кг
С учетом 0,85% потерь: 20,07*0,0085 = 0,17 кг
Составляем материальный баланс:
| Приход на тонну продукта: | Расход на тонну продукта: |
| Магнитопласт - 1000 кг | |
| 1. Капролактам – 208,87 кг | 1. Потери капролактама – 10,34 кг |
| 2. Феррит бария – 787,11 кг | 2. Потери феррита бария – 13,38 кг |
| 3. Уксусная кислота – 20,07 кг | 3. Потери уксусной кислоты – 0,17 кг |
| 4. Вода – 20,07 кг | 4. Потери воды – 0,17 кг |
| Итого: 1036,12 кг | Итого: 1024,06 кг |
Невязка = (приход - расход)/приход*100%
= (1036,12 – 1024,06)/1036,12*100% = 1,16%
8.2. Расчёт времени цикла литья под давлением изделий [11]
Расчёт продолжительности цикла (τц.) литья под давлением изделий и пластификационной способности (qпл.) литьевой машины проводят следующим образом:
τц. =τм.+ τ т + τп.
где τм – машинное время, с;
τт. – технологическое время, с;
τт =τвыд + τохл б/д
τвыд – продолжительность выдержки полимера в форме под внешним давлением, с;
τохл б/д – продолжительность охлаждения изделия в форме без внешнего давления, с;
τп. – продолжительность паузы между циклами, с.
Из таблицы 3.9 [39] τт.=27,5 с., τп=3,5 с.
Технологическое время (τт.) показывает продолжительность охлаждения до заданной температуры в центре изделия Ти, при которой возможно извлечение готового изделия.
Машинное время:
τм = τсм +τ впр +τразм.
Где τсм – время смыкания формы, с;
τразм – время размыкания формы, с;
τвпр – время впрыска, с.
Тогда:
τц =τсм.+ τвпр + τразм. + τвыд + τохл б/д. + τп.
Продолжительность пластикации полимера:
τпл.= τсм.+ τразм +τ охл б/д.
Обозначив С1= τвыд/τт. и С2=(τ см.+ τразм)/ τ т., получим:
τ см.+ τразм= С2· τ т;
τвыд= С1 ·τт
τохл б/д. = τт · (1-С1)
Из таблицы 3.9 [25] С1=0,5 с., С2=0,15 с.;
τохл б/д. = 27,5· (1-0,5)=13,75;
τвыд=0,5·27,5=13,75;
τ см.+ τразм=0,15·27,5=4,125 с., тогда:
τц = 4,125+1,2+13,75+3,5+13,75 = 36,325 с ≈ 36с.
Продолжительность пластикации поликапроамида:
τпл.= τт.-. τ выд + τсм. + τразм = τт – С1τт.+ С2τ т = τ. т · (1-С1+ С2);
τпл=27,5· (1-0,5+0,15)=17,875 с.
Расчёт необходимого количества гнёзд в литьевой форме
Объём одной отливки:
V=(π·d12 – π·d22) ·h = π·h· ( d1 – d2)2=0,5·3.14· (6-0,5) = 8,7 см3
За один раз впрыскивается 63 см3 расплава.
63/8,7=7,25
С учётом потерь материала, оставшегося в литниках, выбираем 7-гнёздную литьевую форму.
8.3. Расчёт диаметра шнека и гидроцилиндра
Расчёт диаметра шнека из условия необходимого объёма впрыска за цикл Vн можно рассчитать по формуле:
D = [ Vн·К/ (0,785·К1) ]1/3
Где D – диаметр шнека;
К – коэффициент, учитывающий утечки и сжатие полимера при впрыске.
Из таблицы 3.8 [39] К=1,25, К1=1,7
D = [63·10-6·1,25/ (0,785·1,7)] 1/3=0,039 м ≈ 40 мм
Для диаметра шнека, равном 40 мм ГОСТом 6540-68 установлен диаметр гидроцилиндра 190 мм
8.4. Расчёт давления литья и потерь давления
Давление, действующее на материал в форме, вследствие непрерывных потерь на отдельных стадиях процесса (в цилиндре, сопле, литниковых каналах) ниже давления, создаваемого первоначально шнеком [38].
Давление в форме обеспечивается давлением в гидросистеме машины Рг с учётом потерь давления в цилиндре и сопле. Давление литья Рл (МПа):
Рл= Рг·Dц2/dш2
где Рг – давление рабочей жидкости в гидроцилиндре по манометру, МПа;
Dц – диаметр гидроцилиндра, м;
dш – диаметр шнека, м.
При давлении Рг=6 МПа, диаметре гидроцилиндра Dц = 0,18 м и диаметре шнека dш = 0,04 м давление в форме равно:
Рл = 6·0,182/0,042 = 121,5 МПа
Потери давления в пластикационном цилиндре могут быть с достаточной точностью рассчитаны по формуле:
∆Рц = аРл+в· (V / VMax-0,32)+с,
где ∆Рц – потери давления в пластикационном цилиндре, МПа;
Рл – давление на материал в цилиндре, МПа;
V – объём отливаемого изделия, м3;
VMax – максимально возможный объём отливки на данной машине, м3;
а, в, с – коэффициенты, зависящие от перерабатываемого материала.
Для наполненного поликапроамида значения коэффициентов равны:
а = 0,15; в = 12,5; с = 9,1
Вычисляем значение потери давления в пластикационном цилиндре:
∆Рц = 0,15·121,5+12,9· [(8,64·10-6/63·10-6)-0,32]+9,1 = 24,97 МПа
Потери давления в сопле:
∆Рс = (0,1-0,15) ·Рл;
∆Рс = (0,15-0,1) ·121,5 = 6,1 МПа
Учитывая потери давления:
Рл = Рм + ∆Рц + ∆Рс
Рм – давление впрыска, МПа
Если литьевая машина находится в исправном состоянии, то:
Рм = К·Рл
К – коэффициент, зависящий от перерабатываемого материала.
Для полиамидов К = 0,85 ÷ 0,95, тогда:
Рм = 0,9·121,5 = 109,35 МПа
Рл = 109,35+24,97+6,1=139,82 МПа
8.5. Расчёт производительности литьевой машины
Масса одного изделия 10 г
Количество гнёзд 7
Время цикла 36 с
За один цикл (36 с.) изготавливается 7 изделий.
За час изготавливается:
3600с ·7шт / 36с = 700 шт/час.
За 8-часовую рабочую смену изготавливается :
8·700 = 5600 шт/день.
Масса всех изделий, изготовленных за день равна:
5600·10 = 56000 г = 56кг
Производительность литьевой машины (Q, кг/ч) также можно рассчитать по формуле [24]:
Q=3,6·m·n/ τц,
где m – масса изделия, г;
n – количество гнёзд;
τц – время цикла.
Q=3,6·10·7/36=7 кг/ч
Число циклов машины за 1 час:
N=3600/ τц=3600/36=100
8.6. Расчёт энергетических затрат на технологические нужды
Данные о потреблении оборудованием электроэнергии представлены в таблице 14.