Разработка средств коллективной защиты от механического травмирования при выполнении работ фрезерной обработки ЧПУ

Содержание

Введение

Глава 1. Выявление и описание опасностей механического травмирования при выполнении работ фрезерной обработки ЧПУ

1.1. Планировка рабочего места и его описание

1.2. Выявление и описание опасностей механического травмирования

1.3. Расчет (оценка) профессионального риска работника

Глава 2. . Требования охраны труда при выполнении работ фрезерной обработки

2.1. Общие положения

2.2. Требования охраны труда к производственным помещениям

2.3. Требования охраны труда к организации рабочего места при выполнении работ

2.4. . Требования охраны труда к выполнению работ (осуществлению производственных процессов)

Глава 3. Разработка средств коллективной и индивидуальной защиты от механического травмирования при выполнении работ фрезерной обработки ЧПУ

3.1. Описание конструкции средства коллективной защиты от механического травмирования

3.2. Расчеты конструктивных элементов средства защиты от механического травмирования

3.3. Поверочный расчёт надежности средства защиты от механического травмирования

3.4. . Оценка остаточного риска и эффективности внедрения

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Разработка средств коллективной защиты от механического травмирования при выполнении работ фрезерной обработки ЧПУ

ВВЕДЕНИЕ

Современное металлообрабатывающее производство характеризуется интенсивным внедрением автоматизированных систем числового программного управления, которые существенно повышают производительность труда и точность обработки деталей. Вместе с тем, эксплуатация фрезерных станков с ЧПУ сопряжена с комплексом специфических производственных опасностей, среди которых механическое травмирование занимает доминирующую позицию по частоте и тяжести последствий. Согласно статистическим данным Роструда, на предприятиях машиностроительного комплекса ежегодно регистрируется порядка 1200-1500 несчастных случаев, связанных с механической обработкой металлов, из которых до 23% приходится на операции фрезерования [12, с. 47]. Высокая скорость вращения режущего инструмента (до 24000 об/мин), значительные усилия резания, образование стружки с острыми кромками и возможность выброса элементов заготовки формируют многофакторную среду риска для операторов станочного оборудования.

Проблема обеспечения безопасности при фрезерной обработке приобретает особую актуальность в контексте требований Федерального закона № 426-ФЗ «О специальной оценке условий труда» и концепции «нулевого травматизма», активно продвигаемой Министерством труда и социальной защиты Российской Федерации. Анализ производственного травматизма показывает, что наиболее распространенными видами механических повреждений являются: порезы и рваные раны от контакта со стружкой (38%), травмы глаз от попадания твердых частиц (27%), ушибы и переломы от вылетающих элементов заготовки (19%), а также травмы от захвата вращающимися частями станка (16%) [28, с. 156]. Существующие средства индивидуальной защиты не способны в полной мере исключить реализацию опасных событий, что обусловливает необходимость разработки эффективных технических средств коллективной защиты.

Степень разработанности проблемы характеризуется наличием фундаментальных исследований в области безопасности технологических процессов механической обработки. Теоретические основы защиты от механических опасностей заложены в трудах С.В. Белова, В.А. Девисилова, Э.А. Арустамова, которые сформулировали базовые принципы обеспечения безопасности производственных процессов. Специфические аспекты безопасной эксплуатации металлорежущего оборудования рассматривались в работах Б.Ю. Васильева, А.Г. Схиртладзе, В.П. Смоленцева, где детально анализируются конструктивные решения по минимизации рисков травмирования [8, с. 92]. Современные подходы к проектированию защитных устройств для станков с ЧПУ представлены в исследованиях А.И. Сердюка, Г.Г. Куликова, М.В. Графкина, которые обосновывают необходимость интеграции систем безопасности с управляющими контроллерами оборудования. Вместе с тем, анализ научно-технической литературы выявляет недостаточную проработку вопросов комплексного подхода к проектированию средств коллективной защиты с учетом специфики конкретных технологических операций, кинематических схем станков и характеристик обрабатываемых материалов.

Развитие методологии управления профессиональными рисками на основе концепции приемлемого риска создает объективные предпосылки для научно обоснованного подхода к разработке защитных устройств. Необходимость минимизации остаточного риска после внедрения технических средств защиты требует применения количественных методов оценки эффективности проектных решений и верификации их соответствия требованиям технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования» [4, разд. 5]. Интеграция расчетных методик определения вероятности реализации опасных событий с инженерными подходами к конструированию защитных ограждений и блокирующих устройств составляет методологическую основу настоящего исследования.

Цель работы заключается в разработке эффективного средства коллективной защиты от механического травмирования при выполнении работ фрезерной обработки на станках с числовым программным управлением на основе комплексной оценки профессиональных рисков и расчета конструктивных параметров защитных элементов.

Задачи исследования:

• проанализировать организацию рабочего места оператора фрезерного станка с ЧПУ и идентифицировать источники опасностей механического травмирования;
• выполнить количественную оценку профессионального риска работника с применением матричного метода и определить приоритетные направления мероприятий по снижению риска;
• систематизировать требования охраны труда к производственным помещениям, организации рабочих мест и выполнению технологических операций фрезерной обработки;
• разработать конструкцию средства коллективной защиты, обеспечивающего предотвращение контакта оператора с опасными зонами станка и защиту от выброса элементов обработки;
• провести инженерные расчеты конструктивных элементов защитного устройства и выполнить поверочный расчет надежности его функционирования;
• оценить остаточный риск после внедрения разработанного средства защиты и определить экономическую эффективность проектного решения.

Объектом исследования выступает процесс фрезерной обработки металлических заготовок на станках с числовым программным управлением и связанные с ним опасности механического травмирования работников.

Предметом исследования являются средства коллективной защиты от механического травмирования, их конструктивные параметры и эффективность снижения профессионального риска при выполнении фрезерных работ.

Методологическая база исследования формируется на основе системного подхода к обеспечению безопасности технологических процессов. Теоретическую основу составляют фундаментальные положения теории надежности технических систем, концепция управления профессиональными рисками, разработанная Международной организацией труда, принципы эргономического проектирования рабочих мест. В качестве методов исследования применяются:

…