
- •Часть 2. Методология проектирования технологических процессов изготовления изделий из полимерных материалов
- •2.1. Общие положения
- •2.1.1. Типовые требования к проектам тп
- •Общие правила проектирования тп
- •Состав исходной информации для проектирования тп
- •Определение вида проектируемого тп
- •Проектирование единичных технологических процессов изготовления изделий из полимерных материалов
- •Анализ и уточнение конструкторской документации
- •2.2.1.1. Входной контроль рабочего чертежа изделия из пм
- •2.2.1.2. Анализ технических требований к изделию
- •2.2.1.3. Анализ технологических условий изготовления изделия
- •Анализ и обоснование выбора технологического способа изготовления заданного изделия
- •2.2.2.1. Определение рационального способа формирования заготовки изделия
- •2.2.2.2. Определение рационального способа формования изделия из ап
- •2.2.2.3. Определение рационального способа формования изделия из пластмассы
- •Заключение
- •Анализ и отработка производственной технологичности конструкции изделия
- •2.2.3.1. Анализ и отработка преемственности конструкции изделия
- •2.2.3.2. Анализ и отработка технологической рациональности конструкции изделия
- •Поиск прототипа етп
- •Определение технологического кода детали
- •Выбор действующего ттп, гтп или аналога етп
- •Разработка состава и структуры етп
- •Составление перечня необходимых то
- •Примерный перечень возможных то подготовительного этапа етп:
- •Возможные то основного этапа етп:
- •Примерный перечень возможных то заключительного этапа етп:
- •Разработка рациональной структуры (маршрута) етп
- •Разработка и нормирование технологических операций
- •Выбор стандартных средств технического оснащения то
- •Правила выбора технологического оборудования
- •Пример 1. Выбор литьевой машины (термопластавтомата) /37, 40, 41/
- •Пример 2. Выбор прессового оборудования /18, 37, 44/
- •2.2.6.1.2. Правила выбора технологической оснастки
- •Определение режимов выполнения то
- •Нормирование технологических операций
- •Нормирование времени выполнения то
- •Нормирование расхода пм
- •Нормирование расхода вспомогательных материальных ресурсов
- •Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов /50/
- •Назначение операторов и разрядов работ
- •Разработка технических предложений для конструирования нестандартных средств технического оснащения етп
- •Обоснование необходимости разработки нестандартного вида сто
- •Разработка технического задания
- •Выбор принципиальной схемы конструкции сто
- •Общее расчетное обоснование выбранной конструктивной схемы сто
- •Описание эскизного проекта сто
- •Определение требований для организации безопасного выполнения проектируемого тп
- •Выявление и анализ вредных и опасных факторов при выполнении проектируемого тп
- •Определение требований для выбора методов и средств обеспечения безопасного выполнения тп /12, 35, 37/
- •Разработка схемы производственного размещения спроектированного етп
- •2.2.9.1. Планирование рабочих мест для выполнения то
- •Расчет компоновочных параметров размещения тп
- •Разработка схемы производственного размещения тп /12, 35, 37, 43, 54, 56/
- •Минимальные расстояния между червячными машинами и от стен здания
- •Рекомендуемые размеры некоторых строительных элементов интерьера производственных помещений
- •Расчет технико-экономических показателей вариантов спроектированного етп
- •Расчет стандартных технико-экономических показателей етп
- •2.2.10.2. Анализ достигнутых показателей етп
- •1000 Штук изделий из пм
- •Разработка предложений для дальнейшего совершенствования етп
- •2.2.11. Документальное оформление проекта етп
- •Разработка стандартной технологической документации на проект етп
- •Нормоконтроль. Согласование и утверждение технологической документации
- •Правила проектирования групповых технологических процессов
- •Принципиальные возможности разработки гтп
- •Исходная информация для проектирования гтп
- •Основные этапы проектирования гтп
- •Основные этапы, задачи и документы, определяющие проектирование гтп
- •Сводная карта технологических режимов прессования изделий из реактопластов /1/
- •Правила проектирования и применения типовых технологических процессов
- •Основные положения разработки ттп
- •Исходная информация для проектирования ттп
- •Основные этапы проектирования ттп
- •Основные этапы, задачи и документы, определяющие проектирование ттп
- •Правила применения ттп
Выявление и анализ вредных и опасных факторов при выполнении проектируемого тп
Стремясь к разработке безопасного ТП, проектант уже имел возможность выбрать ПМ, выделяющий при переработке наименее вредные вещества (см. п. 2.2.3.2, табл.2.17), способ переработки ПМ, обеспечивающий наиболее безопасные условия труда (см. п. 2.2.2.3, табл. 2.11) и виды СТО с учетом требований ТБ, ПС, ПБ и ЭБ ( см. п. 2.2.6.1). Однако это не могло исчерпать всего многообразия вредных и опасных факторов, объективно существующих в производстве изделий из различных ПМ в виде:
загрязненности воздуха пылевидными и газовыми включениями рабочей зоны и окружающей среды (прежде всего, близлежащих населенных районов);
летучих продуктов испарения и химических реакций взаимодействия компонентов ПМ;
пожаро- и взрывоопасности применяемых веществ и материалов;
недостаточной и неправильно организованной освещенности рабочего места;
повышенной температуры открытых элементов СТО и продуктов переработки ПМ;
разогретого воздуха рабочей зоны;
накопления зарядов статического электричества на трущихся поверхностях;
повышенного напряжения в электрических цепях, чреватого пробоями и замыканиями, в том числе через тело человека;
повышенного уровня шума и вибраций на рабочем месте;
подвижных частей СТО, перемещаемых компонентов, материалов, заготовок;
острых кромок, заусенцев и выступающих частей элементов оборудования, оснастки и заготовок изделий.
Среди перечисленного проектант ТП в наиболее полной мере способен проанализировать факторы материаловедческого и технологического характера, в частности состав летучих продуктов, выделяющихся в ходе переработки ПМ (см. Приложение 10). Степень их опасности для организма человека принято оценивать в показателях предельно допустимых концентраций (ПДК) в воздушной или водной среде и классами опасности. Например, технологические растворители, широко применяемые для регулирования вязкости связующих, обезжиривания и промывки при выполнении различных ТО, удаления излишков и натеков смолы, по своей токсичности могут относиться к любому из 4-х классов опасности (см. Приложение 19). Однако даже наименее токсичные из них, в частности, этанол с IV-тым классом опасности и максимальной ПДК, равной 1000 мг/м³, вызывает наркотическое действие, сначала возбуждая, а затем угнетая нервную систему человека. При хроническом действии этанола у работающих наблюдаются функциональные расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем, печени, почек и других органов. В то же время относящийся к той же IV-й группе опасности и не менее распространенный растворитель ацетон уже имеет в 5 раз меньшую ПДК (200 мг/м³) и негативно влияет на состав крови.
По мере повышения класса опасности растворителя негативные последствия усугубляются. Например, толуол (Ш-й класс опасности) в значительных концентрациях (свыше 50 мг/м³) действует наркотически, вызывает головную боль, опьянение, тошноту, рвоту и при длительной постоянной работе с большими количествами ухудшение состава крови. Имеющий II-й класс опасности дихлорэтан уже при ПДК 10 мг/м³ является наркотиком, действует на печень, почки, раздражает дыхательные пути, вызывает изменение сердечной мышцы.
Аналогичным образом оценивается действие газов, используемых при реализации некоторых ТО переработки ПМ вспениванием, с окислительно-восстановительной обработкой компонентов и др. Например, в процессе производства изделий из некоторых видов стеклопластиков работающие могут подвергаться действию аммиака – бесцветного газа с резким запахом, при содержании которого свыше ПДК = 20 мг/м³ наблюдается раздражение слизистых оболочек глаз и носа, слюноотделение, чихание, головная боль, повышенное потоотделение /53/.
Не меньшую опасность может представлять пыль, образующаяся, в частности, при механической обработке полуфабрикатов и препрегов ПМ, заготовок и готовых изделий. Например, стеклянная пыль, образующаяся при обработке стекловолокнистых наполнителей и стеклопластиков, может вызывать серьезное повреждение легочной ткани, а при систематическом попадании на кожу – травматический дерматит.
Наряду с оценкой различных веществ в атмосфере цеха и окружающей среды по ПДК и классу опасности необходим анализ их взрыво- и пожароопасности. В частности, это необходимо делать в отношении перекисных и некоторых других отвердителей, легколетучих растворителей и компонентов ПМ их горючих материалов. Особую взрывоопасность представляет перекись бензоила, которую категорически запрещается растирать и разбивать, если образовалась скомковавшаяся сухая масса. Она не относится к сильным ядам, но попадание ее внутрь организма может привести к серьезным последствиям, а длительный контакт с кожей может вызвать ожоги и раздражения.
Гидроперекись изопропилбензола (гипериз) является несколько более устойчивым продуктом, чем перекись бензоила, но также требует весьма осторожного обращения. Гипериз может разлагаться со взрывом при контакте с рядом веществ ( не только с ускорителями), например с резиной, свинцом и др. В связи с этим категорически запрещается использовать резиновые пробки и свинцовые прокладки для сосудов с гиперизом. Кроме того, даже следы каких-либо кислот способны вызвать бурную реакцию, что требует использования особенно чистой посуды /53/.
Пожароопасность во многом предопределяется горючестью выбранных ПМ. Наиболее часто для сравнительной оценки их горючести пользуются методом определения кислородного индекса (КИ) или предельного кислородного индекса (ПКИ) – минимального содержания кислорода в кислотно-азотной смеси, обеспечивающее свечеподобное горение ПМ в условиях, регламентированных стандартами (ГОСТ 21793-76, АSТМ D 2863, BSI 2782-141). КИ (ПКИ) выражают в объемных процентах или объемных долях. Сравнительные характеристики КИ (в %) для ряда промышленных полимеров и ПМ на их основе приведены в Приложении 20.
Для полной характеристики возгораемости ПМ определяют температуры воспламенения, тления, самовозгорания, а также способность к дымовыделению, образованию раскаленного плава и токсичность продуктов разложения ПМ. Как правило, помещения для переработки ПМ по пожарной безопасности должны быть категории В, по степени огнестойкости – не ниже IIIa.
Общим итогом выполнения задачи 8.1 данного этапа проектирования ТП должна стать систематизация помещений для выполнения соответствующих ТО по основным показателям оценки безопасности работ. При этом в качестве базовых могут служить показатели, приведенные в табл. 2.31.
Таблица 2.31
Классификация основных отделений, цехов и наружных установок для переработки ПМ в изделия по пожарной опасности, правилам устройства электроустановок (ПЭУ) и санитарной характеристике /12, 35/
№№ пп |
Наименование участка, отделения , цеха. |
Категория пожарной опасности по ОНТП 24-86/ МВД СССР |
Классификация по ПУЭ, раздел 7 «Электрообо- рудование спец. установок» |
Группа вредности процессов по СНиП 2.09.04-87 |
Производство изделий из реактопластов методом горячего прессования и литья под давлением 1. Отделение прессования В II – IIa 36 2. Подготовка сырья (растарива- ние и таблетирование) Б В – Па 36 3. Мехобработка, сборка, упаковка В П – Па 16 4. Склад готовой продукции В П – Па 16 5. Переработка отходов (дробление, смешение) Б В – Па 36 6. Склад форм Д - - 7. Термообработка В П – 1 36 8. Склад сырья В П – Па 36 Производство изделий из термопластов методом литья под давлением 1. Отделение литья В П – Па 36 2. Подготовка сырья (растаривание, сушка, смешение) В П – Па 36 3. Переработка отходов В П – Па 36 4. Мехобработка, сборка, комплектовка В П – Па 16 5. Термообработка В П – Па 2а 6. Склад сырья и готовой продукции В П – Па 16 7. Склад форм Д - - Производство изделий из пластмасс методом экструзии и каландрования 1. Отделение экструзии и каландрования В П – Па 36 2. Подготовка сырья и композиций В П – Па 36 3. Переработка отходов В П – Па 36 4. Отделение чистки головок шнеков, валков В П – Па 36 5. Склад сырья и готовой продукции В П – Па 16 6. Отделение пневмовакуумформования В П – Па 36 7. Глубокая или флексографическая печать А В – 1а 3а 8. Отделение подготовки краски А В – 1а 3а |
Примечание. В производстве изделий из армированных пластиков классификация технологических подразделений по пожароопасности, ПУЭ и промсанитарии аналогична классификации подразделений в табл. 2.31. При этом класс чистоты воздуха колеблется от 4 до 7, относительная влажность допустима до 70 %, температура – в пределах 18–24 ºС. Исключение представляют участки формования, клеевой сборки, термообработки, вскрытия технологических пакетов после авто- и гидроформования, механической обработки готовых изделий и утилизации отходов, на которых при чистоте воздуха, соответствующей 7-ому классу, влажность и температура поддерживаются по нормам ГОСТ 12.1.005-88 /14/.