CC BY
32
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ МИНИМИЗАЦИИ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ
Мельников Павел Анатольевич
канд. техн. наук, доцент, Толъяттинский государственный университет, РФ,
г. Тольятти E-mail: topavel@mail. ru Попов Андрей Николаевич магистрант, Толъяттинский государственный университет, РФ, г. Тольятти
E-mail: pan-19111982@ya. ru Мельникова Дарья Вячеславовна аспирант Толъяттинского государственного университета, РФ, г. Тольятти
E-mail: dariagus@mail. ru
ANALYSIS OF THE POSSIBILITIES TO MINIMIZE CUTTING FLUIDS
DURING MACHINING
Pavel Melnikov
candidate of the technical science, assistant professor of the chair "Environmental
Engineering" of Togliatti State University, Russia Togliatty
Andrey Popov
undergraduate of Togliatti State University, Russia Togliatti
Daria Melnikova
post-graduate student of Togliatti State University, Russia Togliatti
Проведение научно-исследовательской работы осуществляется при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-6076.2013.8.
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены проблемы, возникающие от использования смазочно-охлаждающих жидкостей на машиностроительных предприятиях. Рассмотрены пути миграции СОЖ и ее воздействие на человека. Приведен анализ применения основных технических решений, направленных на снижение использования СОЖ.
ABSTRACT
The problems arising from the use of cutting fluids building enterprises. The ways coolant migration and its impact on human rights. An analysis of the application of basic technical solutions aimed at reducing the use of coolant.
Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость; экология; воздействие на человека; безсожевая обработка.
Keywords: coolant; ecology; human exposure; treatment without coolant.
В условиях машиностроительного производства на человека и окружающую среду воздействует ряд негативных факторов. Среди них смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), обладающие высокой степенью токсичности и представляющие опасность, как для здоровья человека, так и для окружающей среды в целом [2, 4, 5, 6, 7]. Отработанные смазочно-охлаждающие жидкости являются опасными загрязнителями практически всех компонентов природной среды — поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова, атмосферного воздуха. Опасным свойством масел является их токсичность — свойство вещества при попадании в определённых количествах в организм человека, животного или растения вызывать их отравление или гибель [5].
Опасными компонентами маслосодержащих отходов являются углеводороды. Доказано, что все углеводороды обладают выраженным действием на сердечнососудистую систему и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), возможно поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желез, поражают центральную нервную систему, вызывают острые и хронические отравления, иногда со смертельным исходом.
Требование полного отсутствия вредных веществ в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, поэтому особую важность приобретает гигиеническое нормирование, т. е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций — ПДК рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88 и ГН 2.2.5.686-98). Человек начинает чувствовать запах углеводородов, когда их концентрация в воздухе составляет 0,3 мг/м . Если концентрация углеводородов в воздухе достигает 30000 мг/м и более, может произойти взрыв от любого источника огня (окурок, короткое
электрозамыкание, искра и т. д.) [5]. На рисунке 1 обозначены основные пути поступления СОЖ и их компонентов в организм человека [5].
/Поступление паров, аэрозолей и\ конденсата СОЖ через дыхательную] V систему в организм рабочих У
Липоидная пневмония Снижение иммунитета Интоксикация разных органов и тканей Возможен рак легких
Возможны злокачественные образования, в т.ч. рак кожи
Рисунок 1. Основные пути поступления вредных веществ СОЖ в организм рабочих и вызываемые профессиональные заболевания
Для обеспечения снижения негативного воздействия воздействия СОЖ на человека и окружающую среду необходимо комплексно подойти к данной проблеме [2]. Ранее был проведен опыт внедрения технологии, исключающей применение СОЖ в процессе обработки. В работе [2] представлены альтернативные экологически безвредные СОЖ, однако в силу особенностей технологических процессов машиностроительных предприятий не всегда является возможным полностью перейти на данные виды смазочно-охлаждающих жидкостей. Как правило, этому препятствуют две основные проблемы:
• применение предложенных альтернативные экологически безвредные СОЖ не всегда способны сохранить прежние условия протекания процесса механической обработки в отличии от синтетических;
/Непосредственный контакт с кожным\
покровом рабочих или контакт через
спецодежду, пропитанную СОЖ ^
Гранулемы Эпидермиты
ск Гиперператоз Гиперператоз
^ X Экземы Меланнозы
03 ш ф с; о Полиневрит Угри
Фолликулы Олегранулемы
^ Дерматиты
_д_ Маслянные папилломы
§_ Хроническая пигментация кожи
• применение предложенных альтернативные экологически безвредные СОЖ в некоторых случаях ведет к увеличению себестоимость производства, на что производители не всегда готовы пойти.
Таким образом, необходимо комплексно рассматривать вопрос снижения негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду, и схематично методологию решения данного вопроса можно выразить схематично (см. рисунок 2).
В целом, минимизировать применение СОЖ в процессе обработки можно добиться следующими решениями:
• полностью отказать от использования СОЖ на технологических операциях машиностроительных предприятиях путем использования новых инструментальных материалов, применение высокоскоростного оборудования повышенной жесткости. В работах [1, 2, 3] представлены технические решения, способствующие обеспечить протекания технологических операций без применения СОЖ;
• если отказать от СОЖ невозможно, необходимо рассмотреть вариант замены применяемых синтетических СОЖ на экологические чистые и безвредные [2];
• если предыдущие подходы невозможно реализовать, следует рассмотреть вариант снижения объемов использования СОЖ. Так, известны технические решения, позволяющие подавать СОЖ в зону обработку в виде дисперсной аэрозоли или на ряде операциях использовать остатки СОЖ на поверхности обрабатываемой детали от предыдущих операциях [8];
• немало важно для достижения поставленной цели обеспечить эффективность очистки сточных вод предприятий, используемых СОЖ на технологических операциях.
Рисунок 2. Методологические основы снижения токсического воздействия
СОЖ на человека и окружающую среду
Представленные в методологии подходы (см. рисунок 2) расположены в иерархической последовательности, которую целесообразнее соблюдать при проектировании технологических процессов машиностроительных предприятий с целью снижения токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.
Список литературы:
1. Бобровский Н.М., Барабанов С.И., Максименко Н.Н., Бобровский И.Н. Оценка качества методов обработки ППД без применения смазочно-охлаждающих жидкостей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2008. — № 6. — С. 37.
2. Бобровский Н.М., Бобровский И.Н., Ежелев А.В., Мельников П.А. Технология обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазывающе-охлаждающих технологических средств // Монография, ISBN 987-5-93424-598-7. Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. — 142 с.
3. Бобровский Н.М., Мельников П.А. Стойкость твердосплавного выглаживающего инструмента при работе без СОЖ//Автомобильная промышленность. — 2004. — № 8. — С. 33—35.
4. Васильев А.В., Хамидуллова Л.Р. Анализ негативного воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методов его снижения // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. — 2011. — № 4. — С. 45—49.
5. Васильев А.В., Хамидуллова Л.Р. Воздействие смазывающих охлаждающих жидкостей в условиях предприятий машиностроения и методы его снижения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2006. — Т. 8. — № 4. — С. 1171—1176.
6. Мельников П.А., Бобровский Н.М., Попов А.Н., Гусарова Д.В. Особенности образования аэродисперсных систем при использовании СОТС на машиностроительных предприятиях // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. — 2011. — № 3. — С. 87—91.
7. Соболев А.А., Попов А.Н., Хайрулин Т.В., Тютюнник А.О. Особенности образования аэродисперсных систем в процессе формирования и обработки поверхностей деталей машин // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. — 2011. — № 3. — С. 75—81.
8. Способ обработки поверхностным пластическим деформированием поверхностей деталей машин: пат. 2348501 Рос. Федерация. № 2008102217/02 ; заявл. 21.01.08 ; опубл. 10.03.09, Бюл. № 7. — 3 с.
