ВВЕДЕНИЕ
Станочное оборудование и станочные комплексы, предназначенные для механической обработки резанием, являются основным видом технологических машин для размерной обработки деталей. Культура современного производства предполагает не только использование высокоэффективного и высокотехнологичного оборудования, но и безопасность условий труда операторов. Экологические характеристики технологических машин в значительной степени определяют их конкурентоспособность на мировых рынках, т.к. в развитых странах человеческий фактор основной и улучшение условий труда, увеличение его безопасности относится к приоритетным направлениям развития производства. Передовые отечественные станкостроительные предприятия выпускают оборудование, отвечающее мировым стандартам по показателям точности обработки, производительности, надежности. Но вместе с этим следует отметить и то, что отечественные станки существенно уступают зарубежным аналогам по показателям безопасности условий труда и, в первую очередь, по несоответствию шумовых характеристик в рабочей зоне санитарным нормам. Отрицательное воздействие повышенного шума на здоровье работающих известно шумовая и вибрационная болезни занимают второе и третье место в списке профессиональных заболеваний, но кроме этого повышенный шум сопровождается снижениями производительности труда и увеличением брака выпускаемой продукции, что и является причиной значительных социальноэкономических потерь. Таким образом, проблема снижения акустической активности оборудования является актуальной и имеет большое научнотехническое и социальноэкономическое значение.
В последнее десятилетие наблюдается повышение интереса к данной теме, выполнен комплекс исследований, посвященных шумообразованию, методам расчета шума и практическим рекомендациям по его снижению основных групп металлорежущих и деревообрабатывающих станков, таких как токарные,
фрезерные, шлифовальные, зубообрабатывающие, фуговальные, рейсмусовые, пильные и т.д.
Вместе с тем следует отметить, что практически полностью отсутствуют исследования условий операторов заточных станков для металлорежущего и деревообрабатывающего инструмента, которые интенсивно эксплуатируются в инструментальных цехах и заточных участках механических цехов. Отличительными особенностями заточных станков является
широкая номенклатура конфигураций и геометрических размеров затачиваемого и заточного инструмента
заточка производится при высоких частотах вращения
малая изгибная жесткость широкой номенклатуры затачиваемого и заточного инструмента.
Поэтому, несмотря на невысокий уровень технологических нагрузок, эти станки характеризуются повышенными уровнями шума в высокочастотной части спектра и повышенным травматизмом глаз и лица операторов изза поломок инструмента и мелкодисперсной металлической и абразивной стружки, имеющей высокую температуру. Кроме этого отечественные заточные станки не оснащены системами защиты операторов от шума и стружки.
Целью данной работы является снижение уровней вибрации и шума при эксплуатации заточных станков до предельнодопустимых значений и обеспечение безопасности труда операторов путем снижения травматизма.
АВТОР ЗАЩИЩАЕТ
1. Раскрытие источников и законохмерностей формирования акустических характеристик в рабочей зоне заточных станков и их связь с показателями травматизма.
2. Модели виброакустической динамики системы затачиваемый инструмент заточный инструмент, как доминирующей в формировании спектров шума в рабочей зоне заточных станков.
3. Аналитические зависимости уровней шума, излучаемого преобразующей системой затачиваемый заточной инструмент, учитывающие конфигурации и размеры элементов акустической системы, технологические режимы работы и механические характеристики, включающие коэффициенты потерь колебательной энергии и определяющие диссипативные характеристики колебательной системы.
4. Методику расчета спектров шума заточных станков и математическое обеспечение расчета, а также проектирование систем защиты и инженерные решения по улучшению условий труда операторов.
Научная новизна работы заключается в следующем
1. Теоретически описан процесс шумообразования группы заточных станков, выявлены доминирующие источники и определен их количественный вклад в формирование акустических характеристик в рабочей зоне.
2. Модели генерации шума системой затачиваемый заточной инструмент, в отличие от существующих для обработки резанием, учитывают коэффициент потерь колебательной энергии и позволяют теоретически обосновать рациональные параметры демпфирующих устройств по критерию величины снижения шума.
3. Аналитические зависимости уровней звукового давления учитывают всю номенклатуру затачиваемого и заточного инструмента и его структуру, технологию заточки и существенно уточняет закономерности формирования спектров шума при обработке абразивным инструментом.
Практическая ценность работы состоит в следующем
1. Разработана методика и математическое обеспечение инженерного расчета октавных уровней звукового давления группы заточных станков.
2. Предложены и теоретически обоснованы комплексные системы обеспечения безопасных условий труда операторов от шума, стружки и поломок инструмента, включающие конструкции вибродемпфирования затачиваемых пил и обеспечивающие необходимую величину снижения шума в самом источ
нике, а так же экраны, закрывающие зону обработки, рассчитанные по критерию выполнения санитарных норм шума и предотвращающие травмирование операторов.
Исследования проводились с привлечением основных нормативных документов по Охране труда, положений технической виброакустики, теории колебаний и статистических методов обработки экспериментальных данных.
Эксперименты проводились в инструментальном цехе ОАО Роствертол, модельном цехе Завода по выпуску КПО, инструментальном цехе ОАО НЛП КП КВАНТ. Внедрение комплекса мероприятий, включающее демпфирующие устройства круглых и плоских пил и экранирующие устройства зоны обработки, обеспечили выполнение санитарных норм шума в рабочей зоне заточных станков и понизили травматизм.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение закономерностей виброакустики непосредственно связано с вопросами динамики процесса обработки, что рассматривалось в работах Бржозовского Б.М., Вейца В.Л., Кудинова В.А., Городецкого Ю.И., Заковоротного В.Л., Козочкина М.П., Панова О.Н., Чукарина А.Н. и др. Вопросам изучения условий труда и разработке мер и требований безопасности в промышленности в нашей стране посвятили свои работы О.И. Русак, С.В. Белов, .. Малоян, В.Н. Бринза, Э.П. Пышкина, .. Самолдин, С.Г. Смирнов, .. Шкрабак, И.М. Фадин, А.И. Никитин, В.Я. Лапин, Е.Я. Юдин и др.
1.1. Меры и средства, обеспечивающие безопасность труда в металлообрабатывающей и деревообрабатывающей промышленности
Литература
- Київ+380960830922