Применение аспирации целесообразно не только в цехах металлургической и химической промышленности, но так же и размольно-дробильных и деревообрабатывающих помещениях соответствующих предприятий. Однако монтаж системы аспирации является трудновыполнимой задачей, для выполнения которой нанимаются специалисты. Проектирование системы начинается с экспертизы помещения и предварительного инженерного расчёта необходимых линейных размеров и мощности системы. В мебельном производстве, например, присутствует огромное количество мелкодисперсных древесных отходов, которые обязаны быть удалены из рабочей области, тогда целесообразно применять систему стружкоотсасывания. Стружкоотсос является частным случаем системы аспирации и предназначен для удаления древесной пыли диаметром до 5 микрометров. Такой вид специализированной системы аспирации встречается не только в древообрабатывающей промышленности, но так же и в цехах, работающих с другими сыпучими веществами (например, мукой).

Стружкоотсос (аспирационная установка) - это оборудование, которое используется для удаления все возможной мелкой деревянной, пластиковой, металлической стружки и для удаления пыли образующейся от распилки камня и плитки, то есть стружкоотсос - это обычный промышленный пылесос, который можно использовать и в домашних условиях. Использование стружкоотсоса позволяет отказаться от обычной вытяжной вентиляции. Размер стружки и пыли, удалённой в процессе работы стружкоотсосом составляет примерно от 5 мкм и более. Могут использоваться для аспирации других видов обрабатывающих станков и мест пыления, выделяющих сухую неслипающуюся неабразивную минеральную и органическую пыль.

Стружкоотсосы состоят из пылевого вентилятора, циклонных элементов, верхних мешков - фильтров из специальной фильтровальной ткани и нижних пылесборных мешков из плотной ткани. Соединение станка и стружкоотсоса осуществляется гибким армированным воздуховодом из ПВХ диаметром от 127 до 200 мм. Модификации ПУС (пускового устройства станка) СФ-4 позволяют подсоединять от 1 до 4 местных отсосов.

Конструктивные особенности стружкоотсосов включают в себя количество фильтрационных установок, различное число мешков-пылесборников и прочих элементов. В циклоне стружкоотсоса установлен специальный противопыльный вентилятор и несколько профильтрованных мешков. Традиционно отдельный станок на предприятии соединяется со стружкоотсосом системой гибкого воздуховода из гофрированной или армированной трубы. Принцип прост: загрязнённый воздух всасывается вентилятором, очищается от пыли, которая собирается в мешок, а дальше поступает на финальную очистку в специальный фильтр, удерживающий крохотные фракции пыли. При максимальном заполнении пылесборника, мешок снимается и очищается или заменяется аналогичным. Преимуществом стружкоотсоса является лёгкая транспортировка и простота подключения.

Стружкоотсосы не оказывают вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Рис. 2.1 Устройство стружкоотсоса

3. Расчёт системы для удаления опилок от фуговального станка СФ-4

Для расчета необходимо знать количество выделяющихся опилок (расчётные данные значения формы и размера частиц из таблицы 3.1.) и пыли от станка СФ-4 (расчётные данные из таблицы 1.1.) а также параметры системы аспирации (расчётные данные из таблицы 2.1.)

Выход опилок от станка СФ-4 определяем по формуле:

Q=г*ш*v_n*3600*p (3.1)

Где Q - выход опилок от станка, кг/час

г - наибольшая глубина снимаемого слоя, мм

ш - наибольшая ширина обрабатываемого материала, мм

v_n - скорость резания, м/с

3600 сек=1 час

- плотность дерева, для сосны 510 кг/м³(Приложение Б - таблица плотности дерева различной влажности (кг/м³))

Q=0,006*0,4*0,034*510=149,8 кг/час

Расход воздуха, необходимый для работы системы определяем по формуле:

L=Q/µ*p (3.2)

Где Q - выход опилок

µ - значением расходной массовой концентрации м = 0,08 кг/кг

p - плотность воздуха по условиям всасывания, с = 1,2 кг/м³.

L=149,8/0,08*1,2=1560,4 м³/ч

Скорость воздушного потока в трубопроводе определяем по формуле:

V=4L/3600*d²*р (3.3)

Где V - скорость воздушного потока в трубопроводе

L - расход воздуха, необходимый для работы системы

d - диаметр выходного патрубка станка СФ-4

V=4*1560,4/3600*160²*3,14=21,7 м/с

Оптимальная скорость воздуха в транспортном трубопроводе определяется по формуле:

(3.4)

Где v_опт - оптимальная скорость воздуха в транспортном трубопроводе

- коэффициент опережения воздушного потока (принимается в зависимости от вида частиц по табл. 3.1)

Таблица 3.1.

=1,18

- плотность массивной древесины, из которой получены измельченные частицы, кг/м³; для сосны 510 кг/м³

b - эмпирическая величина, зависящая от типа частиц.

м/с

Сравнивая эти значения делаем вывод что пневмотранспорт будет обеспечивать нужный напор воздуха для транспортировки опилок и стружки.

Также необходимо рассчитать сопротивление системы

Число Рейнольдса для воздуха для участка

Коэффициент сопротивления трения.

Динамическое давление воздуха, Па

Находим значение комплексного коэффициента, учитывающего наличие в трубопроводе измельченного материала:

Потери давления на прямых участках трубопровода (горизонтальных и вертикальных вместе), Па:

Па

Где - длина прямого участка берется из рисунка 3.1

Потери давления в отводах (на поворотах трассы), Па:

Па

где о - условный коэффициент гидравлического сопротивле-ния отводов; о=о_тК_п; табличное значение о_т берут по табл так как К_п= 1 берем значения

Таблица 3.2. Количество отводов ответвления nо = 2 с углами поворота 30 и 90; длина ответвления l = 7,5 м; сопротивления о=0,22

Потери давления на подъем материала, Па:

Высота подъема h на всех участках равна 1 тогда соответственно все участки будут равны

Па

Общие потери давления в системе, Па:

Сопротивление фильтрующего материала согласно паспорта станка равна 400 Па

Требуемая мощность электродвигателя вентилятора для работы одного станка, определяется по формуле:

Выбираем вентилятор по ВВД - 0,8, частота вращения колеса n = 2680 мин^-1 напор которого 1200 Па

4. Технико-экономический эффект от внедрения аспирационной системы для станка СФ-4

За короткий эксплуатационный срок определить эффективность предлагаемой системы аспирации трудно. Однако при этом следует отметить, что условия труда работников в строительном участке будут соответствовать СанПин 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Положительный эффект от разработанных мероприятий в данном случае выражается в нормализации микроклимата в помещении, исключении случаев травматизма на предприятии, нормализации параметров микроклимата и увеличении производительности рабочих. Уменьшение времени на уборку на 5%., При часовой ставке 70 руб. (по данным МТБ) для одного года экономия составит:

Э=1720*0,05*70=6020 руб.

Затраты на организацию трудоохранных мероприятий будут складываться из стоимости трубопроводов вентиляционных (3000). Кожух для станка (1500 руб.), сборный коллектор на установке УВП-5000 (2500 руб.)

Тогда с учетом вышеописанного окупаемость установки составит:

Вывод

В курсовом проекте проведен анализ состояния вопроса, анализ возможных направлений в решении поставленной задачи. Для этого были рассмотрены основные требования и рассчитаны параметры, а также представлены организационные мероприятия по улучшению условий и безопасности труда при работе. Разработанная система аспирации позволит уменьшить воздействие на работников вредных факторов, возникающих при работе.

Список используемой литературы

1. Глебов И.Т. «Подъемно-транспортные машины отрасли. Лекции и методы решения задач по аспирации и пневмотранспорту деревообрабатывающих предприятий»: Учебное пособие. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009

2. ПОТ РМ 001-97. Правила по охране труда в лесозаготовительном, деревообрабатывающем производствах и при проведении лесохозяйственных работ

3. ГОСТ 12.3.042-88 Система стандартов безопасности труда. Деревообрабатывающее производство. Общие требования безопасности

4. Щербаков А.С «Безопасная жизнедеятельность в лесопромышленном производстве и лесном хозяйстве»: МГУП 2009

5. ГОСТ 12.2.026.0-93* ССБТ. Оборудование деревообрабатывающее. Требования безопасности к конструкции

6. СанПИН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»