Введение к работе
Актуальность. Согласно статистическим данным Госкомстата России, уровни произвола венного шума возрастают за каждые 5-Ю лет на 5 дБ в среднем по всем отраслям промышленности, По прогнозам Минтруда России тенденция роста уровней шума и вибрации будет актуальна в ближайшие 40-50 лет. Продолжительность и уровень шума отражаются на здоровье и работоспособности человека. Повышенный уровень шума и вибрации является причиной экономических потерь за счет снижения производительности труда, ухудшения качества продукции, увеличения числа несчастных случаев, ремонта технологического оборудования. Работа в условиях превышения нормативного уровня звукового давления только на 5 дБ снижает производительность труда на 3,5%, через пять лет на 5%, через 25 лет на 15%.
Пылевой аэрозоль и находящиеся в нем химические соединения также оказывают негативное воздействие на организм человека, оборудование и строительные конструкции. Значительный вклад в загрязнение воздушной среды пылевыми аэрозолями вносят предприятия машиностроения, которые имеют на своей территории литейные участки, в состав которых, как правило, входят стационарные источники образования и выделения в воздух рабочей зоны мелкодисперсных пылевых частиц, которые способны находиться в воздушной среде длительное время.
Указанные выше опасные и вредные производственные факторы образуются на участках выбивки опок литейного производства, где основным технологическим- оборудованием является выбивная решетка, предназначенная для выбивки отливок из литейных форм. Существующие методы обеспыливания не обеспечивают требуемого снижения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны, а применяемые системы вибро-шумозащиты не выполняют санитарные нормы уровней вибрации и шума. Поэтому, задача улучшения условий труда операторов выбивных решеток является актуальной и имеет важное научно-техническое и социально-экономическое значение.
Целью работы является обеспечение безопасных условий труда в рабочей зоне выбивной решетки за счет снижения вибрации, шума и концентрации пылевого аэрозоля до предельно-допустимых значений и для ее обеспечения решаются следующие задачи:
Провести исследования условий труда в рабочей зоне выбивных решеток и выделить доминирующие опасные и вредные производственные факторы.
Разработать динамическую модель выбивной решетки и изучить взаимосвязи между ее конструктивными, технологическими параметрами и виброактивностью в рабочей зоне.
Теоретически обосновать систему виброзащиты и определить ее оптимальные параметры для широкой номенклатуры выбивных решеток.
Проверить возможность использования теоретического описания показателей эффективности и энергоемкости, как результирующих
характеристик процессов улавливания и очистки воздуха от частиц пылевого аэрозоля в рабочей зоне выбивных решеток. 5. Разработать комплексную систему защиты операторов выбивных решеток, обеспечивающую снижение в рабочей зоне уровней вибрации, шума и концентрации пыли до нормативных значений. Автор защищает:
Математическую модель динамической системы выбивной решетки вибрационного типа, позволяющую на этапе проектирования определить оптимальные параметры виброзащитной системы и обеспечить выполнение санитарных норм вибрации.
Теоретическое описание процессов улавливания и очистки воздуха от частиц пылевого аэрозоля, которые характеризуются результирующими параметрами: эффективностью и энергоемкостным показателем.
Математические зависимости эффективности и энергоемкости процессов обеспыливания, позволяющие определить рабочие параметры системы борьбы с пылевым аэрозолем и обеспечить требуемую эффективность процессов улавливания и очистки воздуха в рабочей зоне выбивных решеток.
Результаты экспериментальных исследований вибрации, шума и запыленности выбивных решеток, подтвердивших правильность полученных теоретических зависимостей.
Инженерные решения по созданию комплексной системы защиты, обеспечивающие в рабочей зоне выбивных решеток санитарные нормы уровней вибрации и шума, и предельно-допустимую концентрацию пыли.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработана модель динамической системы выбивной решетки
. вибрационного типа, и на ее основе получены аналитические выражения,
связывающие между собой параметры виброзащитной системы, конструктивные и технологические параметры выбивной решетки.
2. Теоретически обоснованы оптимальные параметры виброзащитных
систем, позволяющие на этапе проектирования выбивных решеток
обеспечить выполнение предельно-допустимых норм вибрации в рабочей
, зоне.
3. Получены аналитические зависимости энергоемкостного показателя, как
критерия оценки экономичности процессов улавливания и очистки
воздуха от пыли в рабочей зоне выбивных решеток.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
Предложена методика моделирования виброзащитной системы, позволяющая на этапе проектирования технологического оборудования определить оптимальные параметры виброзащитной системы, обеспечивающая выполнение санитарных норм вибрации на рабочем месте.
Обоснована методика выбора высокоэффективных и экономичных систем борьбы с пылевым аэрозолем для условий эксплуатации выбивных решеток на основе обеспечения предельно-допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.
3. Разработано устройство, позволяющее последовательно реализовать процессы пылеулавливания и очистку воздуха от пыли, обеспечивающее в рабочей зоне выбивных решеток предельно-допустимую концентрацию пыли и предельно-допустимые уровни шума.
Реализация работы в промышленности. На ОАО «Роствертол» в литейном цеху на участке выбивки опок внедрены мероприятия по обеспечению предельно-допустимых уровней (ПДУ) вибрации и шума, и предельно-допустимой концентрации (ПДК) пылевого аэрозоля в рабочей зоне выбивной решетки. Санитарные нормы вибрации достигнуты в самом технологическом оборудовании выбивной решетки путем определения оптимальных параметров динамической модели выбивной решетки. Достижение ПДК пылевого аэрозоля и уровней шума получено при установке разработанной системы пыле-шумозащиты непосредственно на выбивную решетку.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: «Прогрессивные технологические процессы в металлургии и машиностроении. Экология и жизнеобеспечение. Информационные технологии в промышленности» 7-9 сентября 2005г. г. Ростов-на-Дону; «Современные тенденции развития металлургической, машиностроительной и станкоинструментальной промышленности» (в рамках промышленного конгресса Юга России и Международной специализированной выставки «Метмаш. Станкоинструмент - 2006») 6-8 сентября 2006г. г. Ростов-на-Дону; «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки» 29 сентября - 3 октября 2008г. г. Ростов-на-Дону; «Инновационные технологии в машиностроении» 3-5 сентября 2008г. г, Ростов-на-Дону.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна работа опубликована в журнале, входящем в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, имеет 35 рисунков, 12 таблиц и изложена на 131 станице машинописного текста.
