Организация и обеспечение безопасности труда процесса индукционной пайки Борфрез

Курсовая работа

По дисциплине «Безопасность технологических процессов и производств»

На тему «Организация и обеспечение безопасности труда процесса индукционной пайки Борфрез»»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

1 Описание технологического процесса и оборудования……………………..5

1.1 Понятие и область  применения твердосплавных борфрез……………5

1.2 Подготовка инструмента  перед пайкой……………………………...5

1.3 Выбор припоя………………………………………………………….6

1.4 Выбор флюса………………..……………………………………………6

1.5 Выбор оборудования  для пайки…………...………………………….7

1.6 Очистка инструмента  после пайки……………………………………..9

1.7 Обработка инструмента  на шлифовальном круге……...…………….10

2 Анализ технологических операций и выявление вредных производственных факторов………………………………………………………………………….11

2.1 Характеристика вредных и опасных производственных факторов процесса индукционной пайки……………………………………….…………11

2.2 Источники и причины возникновения опасных и вредных факторов в процессе индукционной пайки………………………………………………….12

3 Организация и обеспечение безопасных условий труда……………………17

3.1 Выбор и обоснование применения коллективных и индивидуальных средств защиты………………………………..…………………………………..17

3.2 Требования к производственным помещениям……………………....17

3.3 Пожарная безопасность………………………………………………..19

3.4 Требования к вентиляции……………………………………………...20

3.5 Требования к установкам для индукционной пайки……...…………21

4 Расчет физических факторов производства, технических средств защиты от их воздействия……………………………………………….……………………23

4.1 Расчет защитного заземления электроустановок…………………….23

4.2 Расчет местной вытяжной вентиляции………………………...……..26

5 Инструкция по технике безопасности…………………..……………………..29

Заключение………………………………………………………………………...33

Литература……………………………………………………………..………….34

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Карта типового технологического процесса………………35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данная курсовая работа посвящена  проблеме организации и обеспечения  безопасных условий труда при  пайке металлических изделий  с использованием электротермических установок повышенной и высокой частот в машиностроительной промышленности. Актуальность проблемы заключается в том, что на рабочих при паянии изделий может воздействовать ряд неблагоприятных факторов окружающей среды: возникновение электромагнитных полей высокой частоты работающих установок, тепловое излучения от нагретых деталей, выделения вредных веществ от расплавленных припоев или флюсов, а также возможность поражения электрическим током при касании токоведущих элементов индукторов индукционных установок.

Целью настоящей работы является пооперационный анализ технологического процесса с целью выявления опасных  и вредных производственных факторов и их источников, а также организация  и обеспечение на основе анализа  безопасных условий труда в процессе выполнения каждой технологической  операции за счет применения автоматизации  опасных технологических операций, дистанцирования рабочих от источников опасных и вредных воздействия, применения коллективных и индивидуальных средств защиты и т.п.

Курсовая работа выполнена  на основе изучения материалов лекционных и практических занятий и изучения научно-технической и нормативной  литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание технологического  процесса и оборудования

В данном разделе курсовой работы будет рассмотрен технологический процесс изготовления твердосплавных борфрез.

1.1 Понятие и область применения твердосплавных борфрез

Борфреза - вид режущего инструмента, твердосплавный бор в виде металлического штифта — хвостовика, к которому припаяна головка, спечённая из твердого сплава (рис. 1).

 

Рисунок 1 - Примеры исполнения борфрез.

 

С помощью твердосплавных борфрез можно обработать металл практически любой твердости: различные виды стали, цветные металлы, материалы из чугуна, пластмассы и прочее. Эффективность обработки поверхности зависит от формы и числа зубьев, угла наклона и точности кругового вращения борфрезы. Область применения борфрез достаточно обширна: они могут применяться в областях судостроения, машиностроения, металлообработки в прямошлифовальных машинах с электрическим или пневматическим приводами. Именно от области применения зависит конфигурация головки твердосплавного бора (борфрезы).

1.2 Подготовка  поверхности инструмента к пайке

Головку борфрезы изготавливают  обычно  из вольфрамосодержащих твердых сплавов (например, марки ВК8), хвостовик – из инструментальных сталей (например, 35ХГСА, 20ХГН). Подготовка поверхности твердых сплавов группы WC— Со с большим содержанием кобальта не требуется, так как их поверхности хорошо смачиваются расплавленным припоем без какой-либо специальной обработки.

 

1.3 Выбор припоя

Припой выбирается в зависимости  от марки основного металла. Обязательным свойством припоя, позволяющим получить прочное паяное соединение, является его способность смачивать основной металл. Рекомендуемые для пайки  припои  (ГОСТ 231377-78) приведены в  таблице 1.

Таблица 1 - Припои

Марка припоя	Химический состав, %							Предел проч- ности при растяже- нии, МПа	Темпе- ратура плавле- ния, ⁰С
	Медь	Ни- кель	Мар- ганец	Крем-ний	Цинк	Кадмий	Се- реб- ро
Л63	62	-	-	-	38	-	-	260	905
Л68	68	-	-	-	32	-	-	260	938
ПрМЦН86-4-2	68	5	2	0,3	24,7	-	-	300	930
ПСр-40	16,7	0,3	-	-	17	26	40	280	605
Медь М1	99,5	-	-	0,5	-	-	-	-	-

 

1.4 Выбор флюса

В большинстве случаев  пайка производится на открытом воздухе, в связи с чем при пайке необходимо применять флюс. Во-первых, флюс способствует растворения оксидных пленок на поверхности твердого сплава и стального корпуса инструмента, а во-вторых, он защищает спаиваемые поверхности от окисления. В таблице 2 приведены составы и технологические свойства флюсов.

Таблица 2 - Флюсы

Марка флюса	Бура	Ф100	№200	№201
Химический состав, %
Окись кобальта	-	2-3	-	-
Окись вольфрама	-	14-16	-	-
Бура обезвоженная	100	32-64	19-21	13-15
Фтороборат калия	-	остальное	-	-
Борный ангидрид	-	-	68-72	79-81
Прочие	-	8-10	Фтористый кальций лигатура	То же 5-6 (Al, Cu, Mg) 0,4-0,6
Температура, ⁰С
Плавления	740	620-650	620-650	620-650
Интервала активного действия	800-1100	1000-1100	850-1150	850-1150

 

1.5 Выбор оборудования для пайки

Процесс индукционной пайки  борфрез заключается в нанесении  на основание стальной шпильки флюса, припоя и твердосплавной заготовки, сквозном одновременном нагреве основания шпильки и твердосплава индукционным способом до необходимой температуры и выдержке на заданное время при этой температуре.

Для индукционной пайки используются высокочастотные генераторы, а также  установки повышенной и промышленной частот. В комплекс оборудования входят источники питания (генераторы), трансформаторы, индукторы и устройства, необходимые для ручной, механизированной либо автоматизированной фиксации и транспортирования паяемых изделий. Кроме этого, источник питания индуктора дополняется пирометрическими схемами контроля, которые позволяют не только повысить эффективность работы приборов и качества паяных изделий, но и сократить количество потребляемой оборудованием электроэнергии.

При выборе генератора  следует  учитывать номенклатуру паяемых  изделий, т.к. применение генераторов  высокой мощности может привести к перерасходу электроэнергии и охлаждающей воды. В выборе мощности и правильной настройке генератора процессы нагрева изделий из ферромагнитных металлов протекают удовлетворительно если на 1 см² нагреваемой поверхности приходится 1 кВт мощности тока высокой частоты, обозначенной в паспорте генератора. Так, например, на генераторах мощностью 10кВт паяют металлорежущий и буровой инструмент с поперечным сечением в зоне пайки до 5 см², а также тонкостенные ферромагнитные изделия.

Индуктор состоит из индуктирующего провода, создающего магнитное поле, необходимое для индуктирования тока в нагреваемые изделия, токопроводящих шин, контактных колодок для соединения индуктора с выводами понижающего  трансформатора, устройства для подачи воды, охлаждающей индуктор и поверхность  запаянного изделия (если необходимо). Основная часть индуктора – индуктирующий  провод, форма и конструкция которого определяются конфигурацией и массой паяемого изделия. По способу пайки  индукторы делятся на 2 основных типа: для одновременного и непрерывно-поступательного нагрева. Характерными размерами индуктора являются ширина индуктирующего провода h₁, его толщина b₁ и зазор между рабочей поверхностью и нагреваемой поверхностью.

При одновременном нагреве  требуемая ширина индуктирующего провода  определяется шириной нагреваемого изделия. Если нагревается участок поверхности, то ширина индуктора берется на 10-20 % больше ширины нагреваемого участка изделия. Если нагревается вся поверхность изделия, то ширина индуктирующего провода и ширина изделия примерно одинаковы.

Во время нагрева длительность индуктирующий провод обычно не охлаждается. Постоянное охлаждение имеют только токоподводящие шины. Поэтому индуктирующий  провод выполняют массивным; его  толщина при частотах тока f≤10 кГЦ составляет (2,5÷4,0)b_h  ( b_h - ширина нагреваемого изделия).

Зазор между рабочей поверхностью индуктора и нагреваемой поверхностью составляет 1-5 мм в зависимости от размеров изделия.

 

Рисунок 2 - Некоторые виды индукторов для пайки: 
1 — индуктор; 2 — детали; 3 — припой.

 

1.6 Очистка инструмента  после пайки

После пайки изделие охлаждают  в песке, а затем при помощи щипцов помещают в электрическую  печь для отпуска. Для твердосплавных изделий используют средний отпуск с нагревом инструмента до температуры 350-400⁰С.