МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА И СТРОИТЕЛЬСТВА

Кафедра «Охраны труда и окружающей среды»

Курсовая работа по курсу «основы проектирования средств защиты»

Оглавление

Удаление пыли и стружки от оборудования, очистка воздуха от пыли 2

Расчет параметров вытяжного зонта 9

Расчет параметров пружинных и резиновых виброизоляторов 13

Защита от электромагнитных полей высокочастотных установок для нагрева материала 16

Проектирование заземляющего устройства 21

Удаление пыли и стружки от оборудования, очистка воздуха от пыли

Все без исключения производственные процессы, задействующие нагрев (плавку, электросварку), механическую обработку или перемещение крупных объемов сырья, (особенно – сухого), имеют в качестве побочного продукта органические и неорганические пылевые включения, многие из которых представляют биологическую или технологическую опасность.

Таблица 1. Типы пыли и вызываемые им негативные эффекты.

Тип пылевой взвеси	Неприемлемое или вредное воздействие
Древесная пыль, стружка	Дерматиты, конъюнктивит, астма, аллергические реакции. Твердые породы деревьев (бук, дуб, красная древесина) обладают выраженными канцерогенными свойствами
Тонкодисперсный уголь, графит, сажа, кокс	Отравление двуокисью кремния, потеря работоспособности, усталость, зуд, одышка, эмфизема, бронхиты, силикоз, антракоз, пневмокониоз. Высокая взрывоопасность углеродной пыли в воздухе. Сухой графитовый конденсат очень опасен для чувствительной промышленной электроники
Стекло и стеклопластик	Экстремальная опасность для организма – мельчайшие острые стеклянные волокна с легкостью проникают в кожу, легкие, глаза, уши. Стеклянные нити обладают высокой парусностью, что позволяет им уноситься на сотни метров от зоны стеклообработки
Мартеновская (плавильная) пыль	Высокое содержание оксида кальция и маслянистых веществ, щелочное воздействие на металлические газоочистные тракты и системы промышленных стоков
Бетон, цемент, камень, кирпич	Минеральная пыль, содержащая каолин, асбест, кремний, вызывает поражение глаз, кожи, легких
Отходы зернового, мукомольного производства	Тонкодисперсные отходы мукомольной, льняной и хлопковой промышленности при хронической ингаляции приводят к множественным заболеваниям легких, забиванию легочного сурфактанта, деградации ресничной выстилки
Абразивные материалы	Ускоренный механический износ воздухоочистного оборудования и вентиляционно-аспирационных трактов
Металлы	Металлокониозы (сидероз – железо, алюминоз – алюминий, бериллиоз – бериллий, манганокониоз – марганцевая пыль)
Пожаро- и взрывоопасные вещества	Угроза пожара или разрушительного взрыва на предприятии, что выливается в драматические экономические потери и / или человеческие жертвы

Деревообработка – один из древнейших процессов механического процессинга. Конечно же, на заре человечества древесина обрабатывалась в масштабах на порядки меньших и зачастую на открытом воздухе – фильтрация воздуха от древесной пыли попросту не требовалась, а до изобретения циклонных улавливателей было еще очень далеко.

Сегодня же крупные мебельные фабрики и пилорамы генерируют тонны пылевых частиц и стружки в день, причем эти отходы также эффективно утилизируются в рамках производства ДВП, ДСП, плит OSB (oriented strand board), СИП (структурно-изолированных панелей).

Особенностью улавливания древесно-воздушных взвесей является относительная мягкость дерева, и – как результат – отсутствие в промышленной атмосфере ультратонкодисперсных включений.

Тяжелая пыль и деревянная стружка с высокой эффективностью улавливается ротационно-вихревыми циклонными очистителями с гравитационным осаждением.

Если же аспирируемая древесная масса имеет высокую влажность или клеевые примеси, (в количестве достаточном для автоцементации), циклон быстро забивается, а его эффективность заметно падает.

Серьезный вред для здоровья представляет пыль и микронити стекла, стеклопластика, кварца и других стеклообразных, кристаллических минералов и полимеров.

Несмотря на относительно высокий вес, неприятной особенностью стекольной пыли является ее «летучесть», которая позволяет кристаллам парить в воздухе, уносясь от зоны обработки на значительные расстояния, сохраняя высокую ингаляционную, офтальмологическую и кожную опасность.

Стеклянная пыль образуется на участках резки, шлифовки, пескоструйной обработки, дробления стеклоотходов, при обличении труб в изоляционный стеклохолст. Наряду с корундом, наждаком, карбидом бора, стеклянная крошка используется в процессах механической притирки металлических и неметаллических деталей. В зависимости от концентрации загрязнителя и скорости аспирации потока, рационально использовать полые скрубберы, пенные абсорберы, скрубберы с подвижной шаровой насадкой.

Учитывая высокую абразивность стеклопорошка, рационально футеровать подводы и рабочие камеры стеклоулавливающих аппаратов механостойкими композитами.

Плавильная мартеновская пыль отличается от других пыльных взвесей высокой концентрацией щелочного оксида кальция (CaO) и маслянистых веществ, что определяет мокрый способ очистки мартеновской пыли как наиболее рациональный.

В зависимости от конкретных условий производства, твердые плавильные / мартеновские выбросы могут быть нейтрализованы как через сорбцию обычной технической водой или через хемосорбцию слабым кислым раствором.

CaO + H2O → Ca (OH)2

При водной схеме очистки в шламовой пульпе скруббера образуется щелочной раствор гидроксида кальция, который, в свою очередь, должен быть деактивирован перед сбросом промышленного стока.

CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O

Кислый метод мартеновской пылеочистки – мокрый химический скруббинг – подразумевает химическую нейтрализацию оксида кальция через хемосорбцию в растворе соляной кислоты. В результате такой реакции образуется вода и безвредный хлорид кальция, не требующий дальнейшего обезвреживания.

Цемент (лат. caementum – битый, растертый камень) является одной из важнейших строительных смесей. Несмотря на это, он биологически небезопасен. Клинкерная и цементная пыль содержит многочисленные биоцидные вещества – оксид кальция, оксид кремния, окислы алюминия, алюмоферрит, активные ионы железа, марганца, магния, алюминия. В меньшей степени эти соединения и элементы содержатся и в воздушнодисперсных бетонных и кирпичных аэрозолях. Наличие биоактивных компонент накладывает строгие требования на улавливание цементной пыли, которое может быть эффективно осуществлено в мокрых пылегазоуловителях Вентури.

РАСЧЕТ (работа 3)

t, м = 0,5

n, об/мин = 1300

v, мм/об = 0,8

Vп, см/с = 0,35

a, мм = 60

b, мм = 10

V_под, мм/с = 0,8

G*10^-3 кг/с = 0,01

Vстр=t*П*D*l ,

где Vстр-объем стружки

t-глубина резанья

D-диаметр заготовки

l-путь резца за 1 секунду

Vстр=0,5*3,14*30*17,3=814,83 мм³/с

l=(n*v)/60

где n- число оборотов за минуту

v-скорость подачи

l=(1300*0,8)/60=17,3 мм/с

Vстр=а*b* l ,

где а-ширина резанья

b-глубина резанья

Vстр=60*10*0,8=480 мм³/с

Vстр=а*b*Vп

Vстр=60*10*0,035=21 мм³/с

Vрез=(П*D*n)/60

Vрез=(3,14*30*1300)/60=2041 м/с

m_стр=p*V_стр*10^-9

где p-плотность материала

m_стр –масса стружки в единицу времени

m_стр=2,6*10^-3*811,83*10^-9=211*10^-12 кг/с

m_пыли=Q_{цикл.сум}*t*3600

где t-время работы станка

m_пыли=0,02*1,6*3600=115,2 кг

t=0,2* t_ст

где t-1 смена

t=0,2* 8=1,6 с

V_бунк=m_пыли/p*К_з

где К_э-коэффициент запаса по заполнению бункера

V_бунк=115,2/2,6*10^-3*0,7=310,15 м³

t_загр=F_ф*A/m_стр*К_з

где F_ф-площадка рукавного фильтра

А-масса, удерживаемая на 1м³ фильтра

m_стр-масса стружки на фильтре

t_загр=6*0,15/0,2*0,4=11,25 мин

С_пыли=а_атм*1000*3600/L_возд

где С_пыли-концентрация пыли в атмосфере цеха

а_атм-количество пыли

L_возд-количество воздуха для удаления пыли С_пыли=3*10^-3*1000*3600/4521600=0,2*10^-2 мг/м³

а_атм=m_{рук.фил}*(1-n)*1000

где m_{рук.фил}-пыль на рукавном фильтре

n-коэффициент пылеулавливания

а_атм=0,03*(1-0,9)*1000=3*10^-3 1/с

L_возд=F_возд*V_тр*3600

где F_возд-площадь воздуховода

V_тр-скорость в воздуховоде

L_возд=50,24*25*3600=4521600 м³/г

F_возд= П*D²/4

где D-диаметр воздуховода

F_возд= 3,14*64/4=50,24 м²