Реферат: Исследование применения сплавов системы Al-Mg-Si для производства поршней гоночных автомобилей
Таблица 5.7.
Производственные вибрации (ГОСТ 12.1.012-90)
| № п/п |
Наименова- ние операции (раб. место, профессия) номер по табл.1 |
Хар-ка фактора (по виду, источ. возниконовения, длит. действ.) |
Предельно – допустимое значение | |||||||
| Частота, Гц | ||||||||||
| 8 | 16 | 32 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | |||
| 1 | 3а | локальная | 115 | 109 | 109 | 109 | 109 | 109 | 109 | 109 |
| 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||
По результатам общего анализа условий труда при проведении исследовании (табл.1-7) были выявлены следующие ОПФ и ВПФ:
1. повышенная температура поверхности материалов (операция 2)
2. Запылённость воздуха рабочей зоны (операция За).
3. опасный уровень напряжения и тока в сети (операции 1,2,3в,6 ,7)
4. Загазованность воздуха рабочей зоны (операции 3в, 3г).
5. Производственные вибрации (операция 3а).
6. Производственный шум (операция 3а).
Из них представлены следующие опасные производственные факторы, фактическое значение которых превышает регламентированное значение. Это:
а) Повышенная температура поверхности материалов (операция 2).
б) Опасный уровень напряжения и тока в сети
(операции 1,2,3в,6,7).
5.2 Разработка инженерных мероприятий по
защите от ОПФ и ВПФ.
Для обеспечения нормального состояния воздушной среды в помещении лаборатории предусмотрена общеобменная (L=2000м3/ч) и местная вентиляция (L=200 м3/ч).
Для предотвращения термического ожога применяются щипцы и рукавицы.
Для обеспечения электробезопасности при эксплуатации производственного оборудования в результате проведения исследований, проведено защитное заземление, то есть устранена опасность поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, то есть при замыкании на корпус (R3.3. до 40м при питающем до 1000В согласно требованиям ПУЭ-76).
Уровень производственного шума и вибраций не превосходит значений ПДУ.
5.3. Обеспечение пожарной безопасности при
проведении исследований.
Основными источниками пожара в лаборатории могут быть:
Неисправность электрооборудования; нарушение технологического процесса; огнеопасного вещества (алюминиевая пыль).
Причина воспламенения в электроустановках машин заключаться в коротком замыкании, перегрузке проводов, искрении.
В таблице 8 представлены количественные показатели пожаро-взрывоопасных веществ и материалов.
Таблица 5.8.
Количественные показатели пожаро-взрывоопасных веществ и материалов.
| № п/п |
Наименова- ние операции (раб. место, профессия) номер по табл.1 |
Наименование вещества | Показатели пожаро-,взрыво-опасности | Кол-во работающих в зоне возможного пожара, взрыва | Причины возникновения пожара (вероятность пожара) |
| 1 | 3а,б | Пыль алюминия |
НКПВ=60 г/м3 Wmin= 25мДж Тсв.= 510оС Pmax=371 кПа dP/di = 23800 кПа/с МВСК=+Y:I, % по объёму |
1 |
10-6 в год, установлено в ходе испытаний |
НКПВ - нижний концентрационный предел воспламенения;
Тсв- температура самовоспламенения;
Wmin - минимальная энергия зажигания;
Pmax - максимальное давление взрыва;
dP/di — скорость нарастания давления при взрыве;
МВСК — минимальное взрывоопасное содержание кислорода.
Исходя из вышеизложенного, помещение лаборатории должно отвечать требованиям пожарной безопасности, которая согласно ГОСТ 12.1.004-76, должна обеспечиваться системой пожарной защиты.
При проектировании здания в данной лаборатории установлены фотоэлектрические извещатели ДИП-1. В качестве приемной станции используется станция ТЛО-1 0/100.
Для тушения оборудования в результате возникновения пожара применяется огнетушители типа ОУ-5, в количестве двух штук, каждый на 10 м2, для тушения пожароопасной пыли алюминия применяется ОХИ-10 (рассчитан на площадь, равную 1м2).
При возникновении пожара предусмотрена эвакуация людей.
При этом возможно использования двух эвакуационных
выходов, согласно ГОСТ 12.1.006-76. Ширина коридоров - 2,5 метра, проходов - 1 метр, дверей- 1,5 метра.
5.4 Защита окружающей среды.
Для определения уровня загрязнения окружающей среды при проведении исследований было проведена экологическая экспертиза процесса, результаты которой представлены в таблице 9.
Таблица 5.9.
Экологическая экспертиза процесса.
Операция |
Образующиеся отходы |
|||
| твердые | жидкие | |||
| Фактическое значение | Регламентированное значеине | Фактическое значение | Регламентированное значеине | |
| 3а,б |
Пыль алюминия, СAl = 2 мг/м3 |
Пыль алюминия, СAl = 4 мг/м3 |
----- | ----- |
| 3в,г | ----- | ----- |
СHclO4 < 5мг/м3 CCH3COOH < 5 мг/м3 СHF < 0,01мг/м3 CHNO3 < 0,5 мг/м3 |
СHclO4 < 5мг/м3 CCH3COOH < 5 мг/м3 СHF < 0,01мг/м3 CHNO3 < 0,5 мг/м3 |
| 5,6 | ----- | ----- |
Фотореактивы Сфик < 30 мг/л Спрояв < 30 мг/л |
Фотореактивы Сфик < 20-30 мг/л Спрояв < 20-30 мг/л |
Для очистки сточных вод от растворов кислот и фотореактивов применяются отстойники с последующей нейтрализацией. В качестве реагентов для нейтрализации сточных вод, содержащих растворы кислот и фотореактивов, используются любые щелочи и их соли, а также известняк, мел, сода.
Na2CO3+2HNO3 à 2NaNO3 + СО2 + H2O
Na2CO3+2HF à 2NaF+ СО2+ Н2О
Na2CO3+2CH3COOH à 2CH3COONa+CO3+H2O
Na2CO3 +2HClO4 à 2NaClO4 +CO2+ H2O
Все полученные соли накапливаются и централизованно выводятся с территории здания, где находится лаборатория, где и уничтожаются.
Для улавливания пыли титана в системах приточной и вытяжной вентиляции используются фильтры. В данном случае при запыленности меньше 10 мг/аг используются ячеистый фильтр ФяУ (фильтрующий элемент à упругое стекловолокно). Эффективность очистки до 0,8.
Образцы после испытаний собираются и отправляются на переплав, который осуществляется в заводских условиях.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной исследовательской работе была предпринята попытка создать новый поршневой сплав на основе системы Al – Mg – Si, для чего были отобраны 6 опытных образцов, выбранных в соответствии с имеющимися уже теоретическими данными по сплавам данной системы в целом. Основная теоретическая база для исследований приведена в Лит. Обзоре к данной работе. Для улучшения комплекса свойств сплавов был применён метод высокоскоростной кристаллизации расплава, конкретно – распыление из перфорированного стакана (стр. 44 данной работы). Затем все 6 сплавов были подвергнуты «холодному» прессованию, в результате были получены прутки, которые и послужили основным материалом для исследований. Прутки были подвергнуты термообработке (отжиг, искусственное старение), затем они были нарезаны на короткие образцы, из которых были изготовлены шлифы. Параллельно часть образцов была исследована на предмет твёрдости, теплопроводности, коэффициента линейного расширения и др. (все данные приведены в пункте 3.2 Экспериментальной части данной работы). В результате был выбран сплав №2, как обладающий наилучшим комплексом свойств среди остальных (состав сплава приведён в таблице 1 на стр. 51 данной работы). Этот сплав был предоставлен в рекомендациях для дальнейшего исследования. В заключение хотелось бы сказать, что данное исследование проводилось в институте ВИЛС осенью 2002 года для одной японской корпорации, занимающейся производством двигателей автомобилей Формулы – 1, поэтому не все данные по этой исследовательской работе (в частности, фотографии микрошлифов) представилось возможным опубликовать в этом дипломном проекте, по просьбе заказчика исследования. Однако основная информация была донесена, и она может послужить основой для сторонних исследований, направленных на дальнейшее изучение свойств этой системы сплавов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Добаткин В.И. в кн.: "Металлургия гранул", М., ШЛС, Л 4, Ю88,
с.П-23.
2. Промышленные алюминиевые сплавы. Под редакцией Ф.И.Квасова и И.Н.Фридляндера, М., Металлургия, 1984, 528 с.
3. Джоунс Г.И. в кн.: "Сверхбыстрая закалка жидких сплавов". Перевод под ред. В.Т.Борисова, М., Металлургия, 1986, с.12-67.
4. Мирошниченко М.С. "Закалка из жидкого состояния", М., Металлургия, 1982, 168 с.
5. Добаткин В.И. в кн.: "Металлургия гранул", М., ВИЛС, * I, I983, с.23-33.
6. Добаткин В.И. в кн.: "Металловедение, литье и обработка легких сплавов", ВИЛС, 1986, с.3-18.
7. Данилов В.И. "Строение и кристаллизация жидкости". Киев, ивд-во "Киев" АН УССР, 1956, 566 с.
8. Добаткин В.И. в кн.: "Алюминий и технический прогресс", М., ВИЛС, 1987 г., с.164-172.
9. Мондольфо Л.Ф. "Структура и свойства алюминиевых сплавов". М., Металлургия, 1979, 640 с.
10. Мирошниченко И.С., Брехаря Г.П. - ФММ., 1970, Л 3, с. 664-666.
11. Борисов В.Т., Духин А.И. - В кн.: "Механизм и кинетика кристаллизации", Минск, "Наука и техника", 1969, с.176-181.
12. S.Y. Savage and F.H. Froes, Metals, 1984, 36, № 4, р.20-32.
13. Nicolas Y. Grant, Y. Metals, 1983, 35, №1, p.20-27
14. И. Ф. Колобнев «Жаропрочные литейные алюминиевые сплавы», Москва, с.86-140
