Система управления охраной труда на КФХ «Нива» представляет собой слаженную систему по сохранению жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности. Само же предприятие является развивающимся крестьянско-фермерским хозяйством, имеющим большой парк сельхоз техники и обширные земельные территории [1,2,3,4,5,6].
Основные причины производственного травматизма на предприятии КФХ «Нива» подразделяются на технические и организационные. Благодаря изучению этих причин, расчету травматизма с помощью статистического метода и разработке специальных мероприятий по ликвидации и предупреждению несчастных случаев на предприятии КФХ «Нива», удалось добиться снижения производственного травматизма[1,7,8,9,10].
Проведя специальную оценку условий труда на предприятии КФХ «Нива» экспертами организации был установлен подкласс условий труда – 3.1 на рабочем месте электрогазосварщика а также на аналогичных рабочих местах.
В ходе проведения анализа вредных факторов, которые воздействуют на электрогазосварщика, было выявлено что, наибольший вред на здоровье работника оказывают негативные параметры микроклимата и вредные вещества, входящие в состав сварочной аэрозоли [11,12,13,14,15].
Проектирование искусственной вентиляции поможет решить данную проблему, для этого произведен ее расчет.
Производственное помещение электрогазосварщика. Размер помещения: 14х8х3 м. Количество рабочих – 4 чел. Количество сварочных постов – 4. Расход электродов 1.8 кг на 1 кг наплавленного металла. В таблице 2.1 представлено количество выделяющихся веществ за час работы электрогазосварщика [16].
|
Наименование вещества
|
Количество вещества выделяющегося в производственное помещение, г/ч.
|
| Марганец (содержание 20 %) |
0.53
|
| Гидрофторид (в пересчете на F) |
1.638
|
| Оксид железа |
8.34
|
| Оксид кремния |
0.92
|
| Хрома (III) оксид |
0.234
|
| Хрома (VI) оксид |
0.234
|
| Азота оксид |
1.01
|
| Углерода оксид |
1.092
|
| Марганца оксид |
0.53
|
Определяем потребный воздухообмен [1,17]:
По количеству людей:
(1)где L – Объем приточного (или удаляемого) воздуха, м3/ч;
z – коэфициент запаса , z = 1.10….1.15;
n – максимальное количество людей, работающих в течение смены в данном помещение;
q – норма подачи воздуха на одного рабочего, м3/ч. (Так как естественная вентиляция отсутствует, принимаем расход воздуха на одного рабочего 60 м3/ч).
.gif){kind=small}
Кратность воздухообмена:
.gif){kind=small}
(2)где Ln - количество воздуха, необходимого для проветривания помещения, м3/ч;
V – объем помещения, м3.
.gif){kind=small}
.gif){kind=small}
.gif){kind=small}
По выделению газов и пыли:
.gif)
(3)где G – количество вредных веществ, выделяющихся в воздух помещения, г/ч;
xв - предельно допустимая концентрация вредности в воздухе рабочей зоны помещения, мг/м3;
xн - максимально возможная концентрация той же вредности в воздухе населенных мест, мг/м3 [2].
.gif){kind=small}
Кратность воздухообмена:
.gif){kind=small}
По выделению избыточного тепла:
.gif)
(4)где Qя - количество явного тепла, выделившегося в помещение, ккал/ч;
t2 - температура удаляемого воздуха, С0;
t1 - температура приточного воздуха, С0.
.gif)
Кратность воздухообмена:
.gif){kind=small}
Количество воздуха, которое требуется удалять местной вентиляцией:
.gif){kind=small}
(5)где F – площадь открытых проемов, отверстий, неплотностей, через которые засасывает воздух, м2;
v – скорость воздуха в этих проемах или отверстиях, м/с. (Для сварочного процесса принимаем скорость воздуха 0.6 м/с)
Кратность воздухообмена:
.gif){kind=small}
Расчетная схема воздуховодов вытяжной вентиляции и расчет потерь давления в воздуховодах, подбор вентилятора и определение его КПД:
Устанавливаем допустимые скорости воздуха в воздуховодах в соответствии с таблицей 2.2 [10]:
|
Элемент системы
|
Допустимая скорость, м/с
|
| Магистраль:
головные участкиконцевые и ответвления
|
6-103-5 |
Наиболее нагруженную линию данной сети (ее магистраль) образуют участки 1, 2, 3, 4. Ответвления – 5, 6, 7, 8.
Определяем скорость движения воздуха на этих участках в зависимости от диаметра воздуховода:
Участок 1, 2, 9. Используем на этих участках круглый воздуховод диаметром 355 мм. Площадь поперченного сечения 0.099 м2.
.gif){kind=small}
(6)где w – скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
L – расход вытяжного воздуха для системы вентиляции м3/ч;
F – площадь сечения воздуховода м2
Расходом вытяжного воздуха принимаем максимальное значение из рассчитанных ранее, то есть L=3472.2 м3/ч.
.gif){kind=small}
Участок 3.Используем на этом участке круглый воздуховод диаметром 355 мм. Площадь поперченного сечения 0.099 м2.
Участок 4. Используем на этом участке круглый воздуховод диаметром 280 мм. Площадь поперченного сечения 0.0613 м2.
.gif){kind=small}
Участок 5, 6, 7, 8. Используем на этих участках круглый воздуховод диаметром 280 мм. Площадь поперченного сечения 0.0613 м2.
.gif){kind=small}
Определяем потери давления на участках:
|
Точки потери давления на местные сопротивления
|
Значение коэффициента местного сопротивления ξ
|
|
Участок 1
|
|
| Отвод 900, R/d=1 |
3×0.21
|
|
Участок 2
|
|
| Тройник вытяжного типа,α=900 |
0.54
|
|
Участок 3
|
|
| Тройник вытяжного типа,α=900 |
0.54
|
|
Участок 4
|
|
| Диффузор круглого сечения,α=100, F/F0=1.5Тройник симметричный с плавным поворотом на 900, R/d=2 |
0.1 0.4 |
|
Участки 5, 6, 7, 8
|
|
| Отвод 900, R/d=1 |
0.21
|
|
Участок 9
|
|
| Отвод 900, R/d=1Шахта с диффузором и зонтом, h/d=1 |
0.210.6 |
Динамическое давление:
.gif){kind=small}
(7)где pд - динамическое давление, Па;
ρ - плотность воздуха, кг/м3;
w – скорость движения воздуха м/с.
Число Рейнольдса:
(8)где w – скорость движения воздуха м/с;
υ - коэффициент кинематической вязкости; ν= 1,5⋅10-5 м2/с.
d – диаметр воздуховода, м.
Коэффициент сопротивления для воздуховода из листовой стали:
.gif)
(9)где К – высота выступов шероховатости стенок. Для стали К=1мм.
Потери давления:
.gif)
(10)где ∆р – потери давлении в воздуховоде, Па.
Результаты проведенных расчетов по системе вентиляции занесены в таблицу 2.4.
|
№ уч.
|
l, м
|
L, м3/ч
|
d, мм
|
w, м/с
|
pд, Па
|
Rе
|
λc
|
∆p, Па
|
|
1
|
6
|
3472.2
|
355
|
9.74
|
56.92
|
230513.3
|
0.026
|
60.9
|
|
2
|
3
|
3472.2
|
355
|
9.74
|
56.92
|
43.26
|
||
|
3
|
3
|
2604.15
|
355
|
7.3
|
32
|
24.32
|
||
|
4
|
4.5
|
1736.1
|
280
|
7.9
|
37.48
|
14766.7
|
0.028
|
35.61
|
|
5
|
3.5
|
868.05
|
280
|
3.93
|
9.3
|
73360
|
5.21
|
|
|
6
|
3.5
|
868.05
|
280
|
3.93
|
9.3
|
|||
|
7
|
3.5
|
868.05
|
280
|
3.93
|
9.3
|
|||
|
8
|
3.5
|
868.05
|
280
|
3.93
|
9.3
|
|||
|
9
|
5
|
3472.2
|
355
|
9.74
|
56.92
|
230513.3
|
0.026
|
67.2
|
Так же на 9-том участке был установлен фильтр УФ-1-553 со степенью очистки 90% и сопротивлением 115 Па.
Общие потери давления в воздуховоде будут равны p=367.13 Па.
В зависимости от расчетного количества воздуха L = 3472.2 м3/ч и
суммарной потери давления в воздуховодах Р = 367.13 Па, выбираем центробежный вентилятор ВЦ 4-75-5 с колесом D=355 мм. Так же определяем КПД вентилятора: ηв= 0,7
Определяем установочную мощность .gif){kind=small}
электродвигателя вентилятора расчетным путем. Для перемещения чистого воздуха в стандартных условиях мощность на валу электродвигателя N находим по формуле:
(11)где N – мощность электродвигателя, Вт;
L – количество удаляемого вентилятором воздуха, м3/ч;
p – полное сопротивление сети воздуховода, Па;
.gif){kind=small}
- КПД вентилятора;
.gif){kind=small}
- КПД передачи, принимающий значения:
1,0 – при непосредственной насадке вентилятора на вал двигателя, 0,98 – при использовании муфты, 0,95 – при использовании клиновых ремней.
Выбираем соединение вала вентилятора и электродвигателя при помощи муфты.
.gif){kind=small}
Установочную мощность электродвигателя .gif){kind=small}
находим по формуле:
.gif){kind=small}
(12)где Ny - установочная мощность электродвигателя, Вт;
К3 - коэффициент запаса мощности, принимаемый 1.5.
.gif){kind=small}
По полученным результатам требуемой мощность Ny=774.3 Вт, выбираем электродвигатель АИР 80А4 мощностью 1100 Вт и скорости вращения 1420 об/мин.
Благодаря выполненным мероприятиям удалось добиться снижения подкласса условий труда с 3.1 до 2-го класса.
Библиографический список
- Писаренко В.Л. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве / В.Л. Писаренко, Рогинский М.Л. – М.: Машиностроение, 1981. – 120 с., ил.
- Малахов И.И., Суковин М.В. Реализация в программном комплексе математической модели «микрорельеф – ходовое оборудование» с целью создания виброзащиты // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 3. С. 135-142.
- Малахов И.И., Суковин М.В. Математическая модель системы «микрорельеф – ходовое оборудование» // Интернет-журнал Науковедение. 2016. Т. 8. № 2. С. 116. URL: http:// naukovedenie.ru / PDF/ 14TVN216. pdf(доступ свободный). Загл. с экрана. Яз.рус., англ. DOI : 10.15862/14TVN216 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Суковин М.В. Обоснование применения программного комплекса SIMMECHANICS при определении вибрационной нагрузки на рабочем месте оператора строительно-дорожной машины // Интернет-журнал Науковедение. 2016. Т. 8. № 1(32). С. 53. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/58TVN116.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/58TVN116 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Назаров Д.С., Суковин М.В. Анализ вредных и опасных факторов при проведении электрогазосварочных работ // NovaInfo.Ru. 2016. Т. 1. № 44. С. 1-9. URL: http://novainfo.ru/article/5253 (дата обращения: 09.09.2016).
- Киселев В.Д., Малахов И.И., Суковин М.В. Анализ влияния шума на организм человека // NovaInfo.Ru. 2016. Т. 1. № 48. С. 20-27. URL: http://novainfo.ru/article/6813 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Суковин М.В. Средства виброзащиты // NovaInfo.Ru. 2016. Т. 2. № 42. С. 29-34. URL: http://novainfo.ru/article/5253 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Суковин М.В. Анализ инвентаризации источников выбросов вредных веществ на примере автотранспортного предприятия // NovaInfo.Ru. 2016. Т. 1. № 43. С. 62-66. URL: http://novainfo.ru/article/5065 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Суковин М.В. Описание работы системы автоматизации проектирования устройств виброзащиты кабины дорожной машины // APRIORI. Cерия: Естественные и технические науки. 2016. № 3. С. 2. URL: http://apriori-journal.ru/seria2/3-2016/Malahov-Sukovin.pdf http://novainfo.ru/article/5065 (дата обращения: 09.09.2016).
- Малахов И.И., Суковин М.В. Анализ тенденций развития устройств виброзащиты строительно-дорожных машин // Техника и технологии строительства. 2016. № 1 (5). С. 12.
- Малахов И.И., Суковин М.В. Анализ санитарных норм и требований, предъявляемых к вибрационной безопасности при работе на строительно-дорожной технике // Техника и технологии строительства. 2016. № 1 (5). С. 13
- Алешков Д.С., Столяров В.В., Суковин М.В. Разработка модели движения оператора на рабочем месте с целью улучшения условий труда путем снижения вибрационной нагрузки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. № 8-2. С. 116-125.
- Суковин М.В., Столяров В.В., Алешков Д.С. Снижение вредного воздействия токсичных веществ на организм человека при работе цепного траншейного экскаватора // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. № 8-2. С. 164-175.
- Алешков Д.С., Суковин М.В., Столяров В.В. Применение адаптивной системы перераспределения мощности двигателя с целью снижение вредного воздействия токсичных веществ на организм человека // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2015. № 5. С. 7-12.
- Алешков Д.С., Столяров В.В., Суковин М.В. Снижение эквивалентного уровня вибрации методом совершенствования конструкций элементов виброзащиты строительно-дорожных машин // Интернет-журнал Науковедение. 2015. Т. 7. № 5 (30). С. 114. URL: http:// naukovedenie.ru / PDF / 198TVN515. pdf(доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/198TVN515 (дата обращения: 09.09.2016).
- Алешков Д.С., Столяров В.В., Суковин М.В. Методы снижения вредного воздействия производственной вибрации на организм человека – оператора строительно-дорожных машин // Интернет-журнал Науковедение. 2015. Т. 7. № 5 (30). С. 115 URL: http:// naukovedenie.ru / PDF / 218TVN515. pdf(доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/218TVN515 (дата обращения: 09.09.2016).
- Суковин М.В., Алешков Д.С. Снижение содержания вредных веществ в отработавших газах дорожно-строительной техники с дизельным двигателем // Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации : материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». 2013.С. 233-237.
- Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий/ В.П. Титов, Э.В. Сазонов, Ю.С Краснов, В.И. Новожилов. – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с.