CC BY
42Федосеенко Н. И., ст. преп., соискатель Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
(Новороссийский филиал)
ВЛИЯНИЕ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ И ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ
В статье рассмотрены опасные и вредные факторы, действующие на человека при обработке металлов резанием. Проведено сравнение валового годового выброса загрязняющих веществ при обработке металлов по существующей технологии обработки и предлагаемой к внедрению.
Ключевые слова: опасные и вредные факторы производства, смазывающее-охлаждающая жидкость, валовый выброс загрязняющих веществ, обкатывание поверхности._
На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы. Опасные и вредные производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-74) [1] подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.
Металлообрабатывающие станки составляют широчайшую группу оборудования, предназначенную для обработки металлических заготовок. Обработка резанием металлов и их сплавов проводится на токарных, шлифовальных, фрезерных, сверлильных, расточных, обрезных и других станках.
Основными травмоопасными производственными факторами, которые могут, проявится в процессе обработки различных материалов резанием, являются следующие:
- режущие инструменты в случаях внезапного их разрушения ( известны случаи излома токарых резцов, выкрашивания их рабочих поверхностей, разрыва шлифовальных кругов);
- приспособления для закрепления обрабатываемой детали. Они представляют собой опасность как при случайном к ним прикосновении, так и в случаях захвата одежды выступающими частями в процессе работы станка.
- обрабатываемые детали, особенно быстро вращающиеся заготовки. При современных режимах резания обрабатываемая деталь может вырваться из закрепляющих устройств. Травма может быть нанесена тяжелой заготовкой, устанавливаемой на станок, и обработанной деталью при ее снятии со станка вручную, без соответствующих приспособлений;
- приводные и передаточные механизмы станка, особенно ходовые винты и валики токарных станков, а также ременные, цепные и зубчатые передачи, которые могут нанести
травму в процессе наладки, смазки и ремонта станка;
- металлическая стружка (ленточная сливная), образующаяся при точении вязких металлов (сталей), представляет серьезную опасность для станочника. Работать, не убирая стружки, опасно: стружка, запутавшаяся на рычагах управления, иногда делает невозможным своевременное выключение станка, вследствие чего может произойти поломка частей станка и вылет обрабатываемой детали.
- отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента нередко обладают большой кинетической энергией, разлетаются на значительное расстояние от места обработки и способны нанести серьезные ранения людям, находящимся в зоне их действия.
Основными вредными производственными факторами при обработке различных материалов резанием являются пыль обрабатываемого материала и смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) [2].
В зависимости от условий обработки СОЖ должна обеспечивать смазывающее, охлаждающее, диспергирующее или моющее действие. Однако в большинстве случаев от СОЖ требуется обеспечить одновременно несколько действий в различной степени.
Предъявляемые к СОЖ требования выражаются в виде конкретных предельно допустимых норм показателей качества. Выбор этих показателей и норм по ним должен быть научно обоснован и экспериментально подтвержден. В случае ошибки СОЖ не обеспечит требуемого технологического эффекта. Кроме того, высокое качество СОЖ является предпосылкой безопасности и здоровья людей, обслуживающих металлообрабатывающее оборудование, что представляет задачу первостепенной важности.
При проектировании технологических процессов обработки деталей целесообразно
использовать такие виды обработки, которые позволили бы снизить влияние вредных и опасных производственных факторов на человека.
В данной статье рассмотрена оптимизация технологии обработки штоков гидроцилиндров и связанные с этим изменения параметров воздуха рабочей зоны.
Так, при обработке штоков гидроцилиндров на предприятии было принято однократное черновое и чистовое обтачивание поверхности с последующим шлифованием.
Для оптимизации технологического процесса нами было предложено операцию шлифования заменить на обкатывание поверхности штоков гидроцилиндров роликами.
Характерной особенностью процессов механической обработки является образование отходов в виде твердых частиц (промышленной пыли), а в случае применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) - аэрозолей масла и эмульсола [3,4].
Наибольшим пылевыделением сопровождаются процессы абразивной обработки металлов: зачистка, полирование, шлифование и др. Образующаяся при этом пыль на 30 - 40 % по массе представляет материал абразивного круга
и на 60 - 70 % - материал обрабатываемого изделия. Интенсивность пылевыделения при этих видах обработки связана, в первую очередь, с величиной зерна абразивного инструмента и некоторыми технологическими параметрами резания.
Применение СОЖ снижает выделение пыли до минимальных значений, однако, в процессах шлифования изделий количество выделяющейся совместно с аэрозолями СОЖ метало-абразивной пыли остается значительным.
Количество выделяющегося аэрозоля зависит от многих факторов: формы и размеров изделия, режимов резания, расхода и способов подачи СОЖ. Экспериментально установлена зависимость количества выделений аэрозоля эмульсола от энергетических затрат на резание металла. Удельные показатели выделений в этом случае определяются как масса загрязняющего вещества, выделяемая на единицу мощности оборудования (на 1 кВт мощности привода станка).
Проведем сравнительную оценку выделяющихся вредностей при использовании в качестве СОЖ эмульсола ТНК Универсал ТУ 0258027-44918199-2006 [5] .
Таблица 1
Сравнительные показатели выделения производственных вредностей при обработке што-
Наименование станка Применяемая СОЖ Валовые выделения вредности, г/ч
Ориентировочное количество аэрозоля эмульсола ТНК Универсал ТУ 0258-027-44918199-2006, выделяющегося при работе станков с охлаждением режущего инструмента
Существующая технология обработки
1Токарный станок, черновая обработка, К=10кВт ТНК Универсал 5-6% 0,0162
2Токарный станок, черновая обработка, К=10кВт ТНК Универсал 5-6% 0,0162
3 Шлифовальный , Ы=10кВт ТНК Универсал 3-5% 0,3726
Итого 0,402
Предлагаемая технология обработки
1Токарный станок, черновая обработка, К=10кВт ТНК Универсал 5-6% 0,0162
2 Токарный станок, чистовая обработка, К=10кВт ТНК Универсал 5-6% 0,0162
3 Токарный станок, обкатывание штока, Ы=10кВт -
Итого 0,0324
Валовый годовой выброс загрязняющих веществ при обработке металлов в случае применения СОЖ и газоочистки при токарной обработке штоков М1 т\год рассчитывается по формуле:
М, =3600 -К -И (1-}) ■ 1ГГ,т/год
где К - удельные показатели выделения эмульсола К=0,045-10-5, г/с- для токарной обработки и К=1,035-10-5, г/с- при шлифовании; N - установленная мощность станка, кВт, ^10кВт; Т- фактический годовой фонд времени работы оборудования, ч (принимаем Т=1400 часов) j - степень очистки воздуха пылеулавливающем оборудованием (в долях единицы).
Mi = 3600 ■ 0,045 ■ 10-510 ■ 1400( 1- 0,74) ■ 10-3=0,00589,т/год При шлифовании М 2, т\год
M2 =3600■ 1,035 ■ 10-510 ■ 1400( 1- 0,74) ■ 10-3=0,135,т/год
Итого при существующем технологическом процессе суммарный валовый годовой выброс загрязняющих веществ М сумм т\год, при обработке штоков экскаваторов равен
Мсумм =0,00589+0,135=0,14089 т/год
При предлагаемом технологическом процессе исключается шлифование, а обкатывание проводится без применения СОЖ. В этом случае суммарный валовый годовой выброс загрязняющих веществ М сум1 т/год равен
Mсум1 = 3600 ■ 0,045 ■ 10-510 ■ 1400( 1- 0,74) ■ Ш3=0,00589,т/год
Из приведенных расчетов видно, что предлагаемая технология значительно снижает валовый выброс загрязняющих веществ и улучшает качество воздуха рабочей зоны.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1) Предлагаемая технология обработки штоков гидроцилиндров позволит значительно улучшить качество воздуха рабочей зоны.
2) Для поддержания качества рабочей зоны в оптимальных параметрах, необходимо организовать в цеху приточно-вытяжную вентиляцию.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 ГОСТ 12.0.003-74 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация [Текст]. — Введ. 1974—01—01. — М. : Изд-во стандартов, 1974. — IV, 27 с.
2 Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности / Э.А.Арустамов. - М.: Изд-во Дашков и К, 2004. - 496 с.
3 Бондин В.И. Безопасность жизнедеятельности / В.И. Бондин, А.В. Лысенко. - Изд-во Феникс, 2005. - 351 с.
4 Лапин В.П. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда / В.Р. Лапин. - М.: Изд-во Высшая школа, 2003. - 439 с.
5) 5160-89 «Санитарные правила для механических цехов (обработка металлов резанием)» ,утв. Главнымгосударственным санитарным врачом СССР 7 декабря 1989 г. N 5160-89)- М. : Изд-во стандартов, 1989. — 32 с.
