Безопасность труда в технологическом процессе шлифования металлов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

МАТИ - Российский Государственный Технологический Университет

им. К. Э. Циолковского

 

 

 

 

 

Кафедра «Природной и техногенной безопасности и управления риском»

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине

«Безопасность труда»

 

 

Тема: Безопасность труда в технологическом процессе шлифования металлов

 

 

 

 

 

Выполнил: Дзодзиков Д.С.

                                                                  Группа: 6БЖД-4ДС-216

                                                                  Проверил: Кукин П.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2014

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 1. СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Машиностроительный комплекс является ведущим среди межотраслевых комплексов и отражает уровень научно-технического прогресса и обороноспособности страны, определяет развитие других отраслей хозяйства.

Чистовая обработка шлифованием является одной из важнейших технологических операций в процессе изготовления деталей на машиностроительном производстве. Она требует высококвалифицированной подготовки персонала и применения современного оборудования высокой точности.

Целью курсовой работы является проведения санитарно-гигиенического анализа рабочего места шлифовщика и формирование мероприятий по улучшению условий труда.

 

1.1 Процесс шлифования. Описание. ФХП

Шлифование – процесс резания металлов с помощью абразивного инструмента, режущим элементом которого являются зерна. Зерна, обладающие высокой твердостью, теплоустойчивостью и острыми кромками, соединены специальными связующими веществами в шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски и шкурки; применяют зерна и в виде паст и порошков.

Абразивные зерна расположены в шлифовальном круге беспорядочно. При вращательном движении круга в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает материал в виде очень большого числа тонких стружек (до 107 стружек в минуту). Шлифовальные круги срезают стружки на очень больших скоростях – от 30 до 80 м/с. При этом глубина резания составляет t=0,005...0,05 мм. Процесс резания каждым зерном осуществляется почти мгновенно.

Несмотря на малые размеры срезаемого слоя, получаемая при шлифовании стружка имеет то же строение и вид, что и стружка, получаемая при фрезеровании. Здесь также имеют место упругое и пластическое деформирование, тепловыделение, упрочнение, износ и др. Но так как не все зерна одинаково участвуют в работе, то наряду с нормальной (мелкой) стружкой при шлифовании получается еще и металлическая пыль, которая при высокой температуре спекается.

Как уже упоминалось, шлифование сопровождается выделением большого количества тепловой энергии. Высокая температура при шлифовании (до 1000 – 1500° С) возникает в результате наличия у зерен разнообразной, неправильной геометрии режущей части (отрицательного переднего угла) и большой скорости резания. С увеличением износа зерен температура при шлифовании повышается, что может вызвать деформацию детали, прижог, структурные изменения и трещины на обработанной поверхности. Это приводит к образованию на поверхности детали дефектного слоя. Поэтому, в зону обработки при шлифовании обильно подается смазочно-охлаждающая жидкость.

Смазочно-охлаждающие жидкости способствуют также удалению абразивной и металлической пыли из воздуха и очищению пор круга от продуктов отхода, повышают производительность и уменьшают шероховатость обработанной поверхности; снижается и размягчение связки круга, которое получается вследствие нагрева. Заготовки из чугуна и меди часто шлифуют без охлаждения, но при этом желательно наличие пылеотсосов.

 

1.2 Предмет, средства, продукт труда. Уровень механизации

Предмет труда. Представляет собой заготовку из металла или сплава, предварительно обработанную и подготовленную для обработки на шлифовальном станке.

Средство труда. В качестве основного средства труда мы примем универсальный круглошлифовальный станок 3М132В (см. рис. 1)

Рис. 1 универсальный круглошлифовальный станок 3М132В

Продукт труда. Продуктом труда является готовая деталь или заготовка для последующей обработки. (Термическая обработка, координатное растачивание, профильное шлифование).

Уровень механизации. Труд шлифовальщика является типичным примером механизированного труда1.

 

1.3 Технологический  процесс шлифования и содержание  труда шлифовальщика

Технологический процесс шлифования состоит из ряда подготовительных операций и непосредственно процесса обработки детали.

Подготовительные операции:

1. Перед началом работы рабочий должен подготовить рабочее место к безопасной работе: убрать ненужный, посторонние предметы. Разложить на тумбочке или столе в определенном порядке, удобном для пользования, инструмент, приспособления.

2. Проверить исправность оснастки станка: хомутиков, центров, люнетов, патронов, поводков, приспособлений для правки шлифовального круга.

3. Убедится в ограждении всех вращающихся частей и механизмов.

4. Проверить на холостом ходу исправность станка: Подвергнуть шлифовальный круг вращению на холостом ходу не менее 3-х минут.

Технологический процесс обработки детали состоит из следующих операции:

1. Получить задание он мастера или старшего смены в форме наряда на механическую обработку и чертежа детали.

2. Ознакомится с технологическим процессом и чертежом.

3. Забрать из соответствующей ячейки на стеллаже заготовки и приступить к работе.

4. После выполнения шлифовальной операции сделать пометку в наряде или в маршрутной карте, передать деталь старшему смены для дальнейшей обработки, либо в ячейку заказчика, если выполняемая операция является последней.

Содержание труда шлифовальщика:

1. Чтение чертежа и технологического процесса.

2. Настройка станка на обработку детали

3. Установка детали на станок с помощью инструмента и оснастки Обработка детали согласно технологическому процессу

4. Контроль размеров с помощью мерительного инструмента

5. Демонтаж детали

 

1.4 Организация труда  и рабочего места шлифовальщика

С организационной стороны имеющееся на рабочем месте оборудование должно быть рационально расположено в пределах рабочей зоны; необходимо найти вариант оптимального обеспечения рабочего места сырьем, материалами, заготовками, деталями, инструментом, ремонтом оборудования и оснастки, уборкой отходов; обеспечены безопасные и безвредные для здоровья рабочих условия труда.

С экономической стороны организация рабочего места шлифовальщика должна обеспечить оптимальную занятость работников, максимально высокий уровень производительности труда и качество работы.

Эргономические требования имеют место при проектировании оборудования, технологической и организационной оснастки, планировке рабочего места.

Рабочее место шлифовальщика (см. рис. 2).

 

Рис. 2. Пример рабочего места шлифовальщика

1. Инструментальный шкаф

2. Стеллаж с оснасткой

3. Стеллаж для чтения чертежей

4. Универсальный круглошлифовальный станок 3М132В

5. Рабочее место

Требования к размещению рабочего места:

– размещение работающего человека с учетом рабочих движений и перемещений согласно технологическому процессу: стоя за станком или перемещаясь по участку по производственным нуждам;

– расположение средств управления в пределах границ моторного пространства по ширине, глубине, высоте: в процессе работы за станком - 1500 мм; при перемещении по участку - 30–50 метров (получение документации у технолога и передвижение до стеллажей с заготовками и готовой продукции);

– возможности смены рабочей позы и положения: за смену 8 часов, из которых примерно 1–1,5 часа сидя при чтении чертежей, остальное время стоя;

– рациональное размещение основных и вспомогательных средств труда: все основные и вспомогательные средства труда расположены в непосредственной близости рабочего места;

– рациональная организация рабочего места с позиции рабочей позы, рабочих движений, их темпа, зоны досягаемости (оптимальной, легкой, максимально), возможностей подвижности рабочего места и регулирования параметров.

 

1.5. Качественный анализ опасных и вредных факторов производственной среды и трудового процесса изучаемой технологии

Таблица 1. Опасные и вредные производственные факторы

№ пп.	Наименование операций (рабочее место, ОПФ, ВПФ, профессия).	Материалы, сырье, заготовки, комплектующие изделия. (предмет труда)	Уровень механизации (ручной, механизированный, автоматизированный)	Оборудование, приспособления, инструменты, оснастка. (средство труда)	Готовые изделия. (продукт труда)	Факторы производст. среды  (хим.,физ., биолог. Факторы Трудового процесса (тяжесть и напряжен. труда)	Отходы в окружающую среду. (газообразные, жидкие, твердые)
1	2	3	4	5	6	7	8
1               2	Установка детали на станок     Шлифовальщик     Шлифование         Шлифовальщик	Заготовка (необработанная)             Шкурки, порошок, пемзы, фетровые ленты, заготовка (необработанная), СОЖ	Ручной                 Механизированный	Шлифовальный станок (абразивный иснтрумент)           Шлифовальный станок (абразивный инструмент)	-                 Готовое изделие, заготовка	Острые кромки, заусенцы, шероховатость на поверхности заготовки     пыль; шум; вибрация; напряжение (электрический ток)	-                 Твёрдые частички (пыль), пары СОЖ

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 2. АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ТРУДОВОГО ПРОЦЕССА

2.1 Шум и вибрация

Источниками значительного шума являются шлифовальные станки. При их работе уровень шума достигает 101-102дБА, что на 16-17дБ превышает допустимые значения.

Уровень звука, создаваемый системой приточно-вытяжной вентиляции, как правило, не превышает уровня фонового шума. Фоновый шум создается функционированием нагревательных устройств, электродвигателей, холодильников и достигает 92-95дБА. А используемые в установках для обезжиривания и в камерах для сушки изделий радиальные и осевые вентиляторы создают уровень шума в пределах 97дБ.

Повышенный уровень шума отрицательно влияет на здоровье работников, изменяя ритмы дыхания и сердечной деятельности, в результате этого наступает понижение трудоспособности, ослабление внимания. Кроме того, шум вызывает повышенные раздражимость и нервозность, головные боли, возникающие к концу рабочей смены или после работы.

Для уменьшения уровней шума применяются технические, строительно-акустические и организационные мероприятия, а также средства индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.051-87).

В качестве средств защиты от шума предусматривается применение акустических экранов (с покрытием их звукоизолирующими материалами) между машиной и рабочим местом, покрытие внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими облицовками, закрытие машин звукоизоляционными кожухами, размещение в помещениях штучных звукопоглощателей (объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку), применение СИЗ: наушников, закрывающих ушную раковину, вкладышей, перекрывающих наружный слуховой канал.

С проблемой вибрации как фактора условий труда при шлифовании приходится сталкиваться редко. Как правило, уровень вибрации рабочих мест оказывается с запасом в пределах норм. Лишь иногда имеет место небольшое превышение, которое оказывает лишь раздражающее воздействие и не приводит к каким-либо физиологическим аномалиям и тем более к виброболезни. Однако вибрация отрицательно влияет на прочность абразивного инструмента и качество обработки. Неотбалансированность шлифовального круга может быть причиной его разрыва.

Наибольшие вибрации создаются шлифовальными и полировальными станками, особенно при их неправильной балансировке.

Под действием вибрации у рабочего могут появиться головные боли, головокружения, снизиться скорость переработки информации, что снижает работоспособность и может привести к травматизму.

Вибробезопасность машин (механизмов) достигается: виброизоляцией их по ГОСТ 12.4.046-78 за счет установки на фундаменты, виброизолированные от пола специальные амортизаторы (прокладки из войлока, резины, пружины т.п.), балансировкой вращающихся частей. При использовании ручных шлифовальных механизмов необходимо применять рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки.

2.2 Пыль

Пыль также является опасным производственным факторов, оказывающим отрицательное действие на здоровье работников. Пыль выделяется главным образом на этапе шлифования изделий. В этом случае ее концентрация может достигать 20-25мг/м3, в то время как ПДК пыли, считая по сухому остатку аэрозоля, составляет лишь 5мг/м3.

При содержании свинцовых пигментов и эпихлоргидрина, концентрация которых в воздухе производственных помещений, считая по сухому остатку аэрозоля, не должна превышать значений, указанных в санитарных нормах (0,01мг/м3 по свинцу и 1мг/м3 по эпихлоргидрину).

Пыль, попадающая на слизистые оболочки глаз, вызывает их раздражение, конъюнктивит. Оседая на коже, пыль забивает кожные поры, препятствуя терморегуляции организма, и может привести к дерматитам, экземам. Некоторые виды пыли (извести, соды, мышьяка, карбида кальция) при попадании на кожу вызывают химические раздражения, и даже ожоги.

Мерами борьбы с производственной пылью являются: рационализация производственных процессов, организация общей и местной вентиляции, замена токсичных веществ нетоксичными, механизация и автоматизация процессов, влажная уборка помещений, кроме того, применяются средства индивидуальной защиты: респираторы, фильтрующие противогазы, защитные очки, специальная одежда из пыленепроницаемой ткани.

2.3 Электрический  ток и напряжение

Электрический ток, действуя на организм человека, может привести к различным поражениям: электрическому удару, ожогу, металлизации кожи, электрическому знаку, механическому повреждению, электроофтальмии.

В шлифовальном цехе применяется оборудование, которое работает при следующих значениях напряжения: 220, 380В; и частоты промышленной сети, равной 50 Гц. Исходя из этих значений и условий работы, предпочтительнее использовать схему сети с заземленной нейтралью, т. к. невозможно обеспечить хорошую изоляцию приводов (из-за агрессивности среды), нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции и т. к. на крупных машиностроительных предприятиях сети имеют разветвленный характер, вследствие чего емкостные токи достигают больших значений. Прикосновение к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью, но менее опасно, чем прикосновение к неповрежденной фазе сети с изолированной нейтралью в аварийный период. И именно такая схема сети применяется на крупных машиностроительных заводах.

Рассчитаем параметры тока, проходящего через тело человека:

1) Ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к одной из фаз:

а) при нормальном режиме работы сети по формуле для величины UФ=220, 380В, пренебрегая R0 (сопротивление рабочего заземления), где RЧ–сопротивление человека (1000 Ом); UФ–значение фазового напряжения.

; .

б) Ток, проходящий через человека, при аварийном режиме, при приблизительных расчетах будет примерно равен току, проходящему через человека прикоснувшегося к одной из фаз.

2)Ток, проходящий через  человека, при двухфазном прикосновении:

; .

Однако ток силой 100мА является смертельно опасным, так как он в этом случае оказывает непосредственное влияние на мышцы сердца, вызывая его остановку или фибрилляцию, при которой сердце перестает работать.

Для защиты человека от поражения электрическим током необходимо заземлять все оборудование, использовать козырьки и тросы, которые заземляются, пол должен быть электропроводным. В качестве средств индивидуальной защиты следует применять обувь на электропроводной подошве. На обуви не должно быть металлических подковок и гвоздей.

2.4 Фактическое состояние  условий труда на РМ по показателям  вредности и опасности (производственный  фактор ПФ)

п/п	Наименование ПФ, единица измерения	Норматив (ПДК, ПДУ, ПДД)	Фактический уровень ПФ	Величина отклонения	Продолжительность воздействия	Класс условий  труда
1	пыль;	5мг/м3;	20-25мг/м3;	15-20мг/ м3;	8 часов	3,2
2	вибрация;	―	―	―		-
3	шум;	85дБ;	92,2 дБ;	7,2 дБ;		3,1
4	напряжение	42В	220-380В	178-332В		3,2

 

Итоговая оценка по степени вредности и опасности: 3.2

2.5 Фактическое состояние  труда на РМ по показателям  тяжести трудового процесса

п/п		Наименование показателя, условий выполнения работ, единица измерения					Норматив	Фактически	Класс условий труда
Тяжесть трудового процесса								для  мужчин	2
								для женщин	-
	.01	Физическая динамическая нагрузка,  кг. м:
1		при региональной нагрузке при перемещении груза до 1 м				для мужчин	до 5000	2500	2
						для женщин	до 3000	-	-
2		при общей нагрузке	при перемещении груза от 1 до 5 м			для мужчин	до 25000	15000	2
						для женщин	до15000	-	-
			при перемещении груза более 5 м			для мужчин	до 46000	-	-
						для женщин	до 28000	-	-
	.02	Масса перемещаемого и поднимаемого груза вручную, кг:
1		разовое при чередовании с др. работой до двух раз в час				для мужчин	до 30	От 10 до 20	1
						для женщин	до 10	-	-
2		разовое, постоянно в течении рабочей смены				для мужчин	до 15	-	-
						для женщин	до 7	-	-
3		суммарная масса грузов, перемещаемых в течение каждого часа смены			с рабочей поверхности	для мужчин	до 870	600	2
						для женщин	до 350	-	-
					с пола	для мужчин	до 435	100	1
						для женщин	до 175	-	-
	.03	Стереотипные рабочие движения, количество за смену:
1		При локальной нагрузке                                              до 40000						1000	2
2		При региональной нагрузке                                         до 20000						300	2
	.04	Статическая нагрузка,  кГс:
1		Величина статической нагрузки за смену при удержании груза, приложении Усилий		Одной рукой		для мужчин	до 36000	34000	1
						для женщин	до 21600	-	-
2				Двумя руками		для мужчин	до 70000	57000	2
						для женщин	до 42000	-	-
3				с участием мышц корпуса и ног		для мужчин	до 100000	1000	1
						для женщин	до 60000	-	-
	.05	Рабочая поза:
	.06	Наклоны корпуса, количество за смену:                         51-100						70	2
	.07	Перемещение в пространстве, км:
1		По горизонтали                                                                  до 8						2	2
2		По вертикали                                                                     до 4						-	-

 

Итоговая оценка по показателям тяжести: 2

2.6 Фактическое состояние  труда на РМ по показателям  напряженности трудового процесса

Фактическое состояние труда на РМ по показателям напряженности трудового процесса
№ п/п	од	Наименование показателя, условий выполнения  работ, единица измерения	Норматив		Фактически	Класс условий труда
.00	Напряженность трудового процесса
	.08	Интеллектуальные нагрузки:
.1		Содержание работы				2
.2		Восприятие сигналов (информации) и их оценка				2
.3		Распределение функций по степени сложности задания				2
.4		Характер выполняемой работы				2
	.09	Сенсорные нагрузки:				2
.1		Длительность сосредоточенного наблюдения (в процентах от времени  смены)	26-50	45		2
.2		Плотность сигналов (световых и звуковых)  и сообщений в среднем за один час работы	75-175	90		2
.3		Число производственных объектов одновременного наблюдения	6-10	8		2
.4		Размер объекта различения (при расстоянии от глаз работающего до объекта различения не более 0,5 м), мм при длительности сосредоточенного наблюдения (проц. времени смены)	5-1,1 мм более 50 % времени	10%		2
			1-0,3 мм до 50 % времени	10%		-
			менее 0,3 мм до 25 %. времени	5%		-
.5		Работа с оптическими приборами (микроскопами, лупы и т.п. при длительности сосредоточенного наблюдения (пр. времени смены)	26-50 проц.	-		-
.6		Наблюдение за экранами видеотерминалов (часов в смену): - при буквенно-цифровом  типе отражения информации	2-3	-		-
		- при графическом типе  отображения информации	3-5	-		-
.7		Нагрузка на слуховой анализатор: ( при производственной  необходимости восприятие речи или дифференцированных сигналов)	Разборчивость слов и сигналов от 90 п. до 70 п.	75		2
.8		Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемое в неделю)	16-20	18		2
	.12	Эмоциональные  нагрузки:
.1		Степень ответственности. Значимость ошибки:
.2		Степень риска для собственной жизни	Исключена	вероятна		4
.3		Степень риска за безопасность других лиц	Исключена	исключена		1
	.13	Монотонность нагрузок:
.1		Число элементов (приемов), необходимых для реализации простого задания или в многократно повторяющихся операциях	9-6	7		2
.2		Продолжительность (в сек) выполнения простых производственных заданий или повторяющихся операций	100-25	Более 100		1
.3		Время активных действий (в % к продолжительности смены). В остальное время – наблюдение за ходом производственного процесса	19 – 10	Более 20		1
.4		Монотонность производств. обстановки (время пассивного наблюдения за ходом техпроцесса в % от времени смены)	76 - 80	80-90		3,1
	.14	Режим работы:
.1		Фактическая продолжительность рабочего дня, час	8-9	8		2
.2		Сменность работы	Двухсменная (без ночной смены)	Двухсменная		2
.3		Наличие регламентированных перерывов и их продолжительность	Регламентированы, продолж-ть  от 3 до 7%	Регламентированы, продолж-ть  от 3 до 7%		2

 

Итоговая оценка по показателям напряжённости: 3.1

 

РАЗДЕЛ 3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ РАБОТНИКОВ ОТ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

3.1 Инженерно – технический расчёт

Расчёт полного звукопоглощения

Исходные данные:

1. Источник  шума: шлифовальный цех, который имеет  общую акустическую мощность 92,02 дБ и частоту 250 Гц.

2. Материалы пола  и потолка: бетон; стен: кирпич.

3. Коэффициенты  поглощения: пола р  = 30; потолка рп = 30; стен

рс=10.

4. Размер производственного  помещения: А = 9м, В = 7м, Н= 4м.

Определяем общее снижение уровня шума ΔL в производственном помещении за счет облицовки поглощающими материалами

ΔL=10Lg(A1/A2)[дБ], (3.1)

где А1 и А2 - полное звукопоглощение до  и после установки звукопоглощающей облицовки (м2).

Полное звукопоглощение определяется по формуле:

А=, м2               (3.2)

где   аi - коэффициент звукопоглощения данного материала или конструкции; Si — площадь рабочей поверхности поглотителя (м2 ).

A1=                       (3.3)

где V— объем помещения, м3

А2 =S1a1 +S1a2+2S2a3+2S3a3

где a1, а2, а3 - коэффициенты звукопоглощения пола, потолка и стен; S1- площадь пола и потолка, м; S2,S3 - площадь торцевой и продольной стен, м2 .

В качестве звукопоглощающей облицовки для пола необходимо выбрать паркет, для стен — акустическую штукатурку.

Результаты расчета сводим в таблицу:

A1 пола	A2 потолка	S1a1 (м2)	S1a2 (м2)	S2 (м2)	A3 стены	S3 (м2) продольная стена	S2a3 (м2)	S3a3 (м2)	A2 (м2)	ΔL (дБ)	A2 (м2)
0,04	0,01	2,52	0,63	36	0,03	28	1,08	0,84	6,99	6,052	28,116

 

Итак, эффективность выбранной звукопоглощающей облицовки (для пола — паркет, для стен — акустическая штукатурка) максимальна, так как общую акустическую мощность шлифовального цеха можно снизить на ΔL = 6,052 дБ, то есть примерно до 85,05 дБ, которая не оказывает вредного влияния на человека.

Разработка конструкции защитного экрана

1. Сначала определяем  величину звукоизолирующей способности  по формуле. Т. к. вес нашего экрана 8,5 кг/м2:

R = 13-lg Р +13 = 13-lg 8,5 +13 = 25,15 дБ.

2. Определяем снижение уровня шума за счет звукоизолирующего экрана при имеющимся уровне шума от станка Lуст. = 92,2 дБ:

ΔL = Lуст. - R = 92,2 - 25,15= 67,05 дБ