Электромеханические и твердотельные реле

6 Безопасность жизнедеятельности

 

Твёрдотельное реле предназначено  для коммутации нагрузки и используется в качестве замены электромагнитных реле, а так же применения в телекоммуникационной технике или в качестве аналоговых мультиплексоров.

 

6.1 Анализ потенциальных опасностей при производстве реле

 

Поскольку в соответствии с требованиями технологической части дипломного проекта необходимо произвести разработку техпроцесса сборки, то и анализ вредных и опасных факторов будем вести применительно к данным условиям.

Весь техпроцесс сборки твёрдотельного реле включает 23 последовательных операций для которых характерны следующие вредные и опасные факторы.

Опасные:

• Применение электрооборудования практически на всех операциях;
• Использование токсичных лаков;
• Использование токсичных клеев на операциях наклейки кристаллов ДМОП - транзистора и оптопары, а также установка платы в корпус;

Вредные:

• Применение систем локального нагрева с температурой до 1000⁰С (электросварка, лазерная герметизация);
• Применение монотонного труда на всех операциях сборки;
• Применение микроскопов на операции установки и наклейки кристаллов.

Проведем кратко анализ опасных  и вредных факторов. В сборочных  цехах существует опасность поражения  электрическим током, так как  здесь эксплуатируется оборудование, использующее электрический ток промышленной частоты напряжением до 360 В, например, светильники, вентиляторы, установки контактной сварки, лазерная установка. Неправильная эксплуатация электрооборудования может привести к поражению электрическим током [86].

Так же к опасным факторам следует  отнести использование высокотоксичных лаков и клеев. Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ может явиться причиной острых и хронических профессиональных заболеваний и отравлений.  Причем максимум опасности приходится на операцию покрытия лаком, поскольку здесь присутствуют оба данных фактора, а именно установки для окунания в лак и сушки микросхемы в печах и использования лака, и как следствие очень высока вероятность возникновения взрыва и пожара. К наиболее вредным факторам, присутствующим на операциях сборки следует отнести монотонность труда операторов, в результате чего могут возникнуть заболевания нервно-мышечного аппарата плечевого пояса. Работа за микроскопом влечет за собой большое нервно-психологическое напряжение, связанное с концентрацией внимания. В условиях зрительного напряжения у рабочего происходит:

 −   изменение рефракции  и аккомодации глаз;

• ухудшается контрастная чувствительность, снижается чувствительность хроматического зрения;
• снижается острота зрения и скорость восприятия и обработки информации.

В связи с этим продолжительность  непрерывной работы на микроскопе без  регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

 Одним из основных факторов, определяющих улучшение условий зрительной работы, повышение производительности труда, улучшение качества выпускаемой продукции является освещённость рабочих мест. Освещённость производственного помещения, где собирается микросхема, составляет      300лк. Коэффициент естественного освещения КЕО составляет е_н = 2,5% [87], [88].

В заключение приведем рекомендации позволяющие исключить или же сократить вероятности получения  травм или увечий:

• заземление корпусов электроустановок должно быть выполнено в соответствии со статьей 33-3 ПТЭ, сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать требованиям статьи 33-9 ПТЭ;
• уровень звукового давления шума для всех операций сборки не должен превышать 60дБ ( для f_шума = 1000 Гц),  по ГОСТ 12.1.003 − 76;
• уровень освещенности на всех операциях сборки не ниже 300 лк (общее и местное), по СПиН2.2.2. 542-96;
• ежегодный профилактический медицинский осмотр персонала с проведением профилактического лечения и предупреждения заболеваний.

 

6.2 Анализ вредных и опасных  факторов при эксплуатации изделия

 

Микросхема выполнена в едином металлическом корпусе и исключает  появление механических травм. Управление микросхемой обеспечивается напряжением 1,5В, что  недостаточно для нанесения  вреда человеку, хотя напряжение коммутации составляет 60 В, что может привести к поражению человека электрическим током. Монтаж микросхем на печатные платы производить в антистатических браслетах, необходимое для защиты микросхемы от статического электричества, которое может вывести из её строя, а так же выполнять требования по пайке микросхем во избежание теплового удара.

 

6.3 Расчет системы освещения

 

Целью расчета является определение  необходимой мощности осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности. Воспользуемся методикой расчета предложенной в источнике [89].

Освещенность на рабочем месте  должна отвечать условиям оптимальной работы зрения при заданных размерах объекта различения. Повышение освещенности, как правило ведет к росту производительности труда. Вместе с тем имеется предел, при котором дальнейшее повышение освещенности не дает эффекта. Освещение должно быть равномерным, так как перевод взгляда с яркоосвещенной поверхности на темную вызывает повышенное утомление глаз из-за частой переадаптации.

Основной целью расчета освещения при проектировании, реконструкции производства является определение мощности всей системы освещения в соответствии с нормативными требованиями СНиП 23 05-95.

Исходными данными для расчета  освещенности являются  нормативные требования СНиП 23 05-95 и размеры помещения, для которого рассчитывается данная задача. Данные по габаритам производственного помещения получены на ОАО "Протон". Данные сведены в таблицу 6.1

 

Таблица 6.1 - Исходные данные для расчета освещения

 

Длина помещения	40 м
Ширина помещения	20 м
Высота помещения	5 м
Характеристика зрительной работы	Очень высокой точности
Наименьший эквивалентный  размер объекта различения	от 0,15 до 0,3 мм
Разряд зрительной работы	II
Подразряд зрительной работы	г
Контраст объекта с  фоном	большой
Характеристика фона	светлый
Коэффициент отражения  пола	0,7
Коэффициент отражения  стен	0,5
Тип помещения, рабочее  оборудование	Сборочный цех, микроскопы, оборудование контактной сварки

 

 Расчет производится методом  светового потока. Этот метод является основным для расчета общего равномерного освещения для горизонтальных рабочих  поверхностей. Вводимый в расчетные формулы коэффициент использования учитывает световой поток, отраженный от стен и потолка. Этот  метод применяется для расчета освещения в чистых цехах и помещениях.

В качестве источников света выбираем люминесцентные лампы, которые создают равномерный световой поток  и экономичнее ламп накаливания, так как светоотдача первых выше в три раза. Для зрительной работы IIг следует применять систему общего равномерного освещения.

Для выбранной системы освещения  и источника света в соответствии с заданным характером зрительной работы по СНиП 23-05-95 нормируемая освещенность составляет 300 лк.

Определим высоту подвеса светильников над рабочей поверхностью по следующей формуле:

h=H-h_с-h_р,      (6.1)

где Н - высота помещения, м, h_c - расстояние от светильника до потолка (длина подвеса), примем 0,5 м, h_р=0,8 м - высота рабочей поверхности от уровня пола.

Подставим в формулу (6.1), получим:

h=5-0,5-0,8 = 3,7 (м).

Высота подвеса l₁ светильников известна, поэтому расстояние между центрами светильников определим по формуле:

l₁=lh, м      (6.2)

где l - коэффициент, примем в зависимости от группы светильников, примем группу Г, тогда l=1, (таблица 33) [89].

Подставим в формулу (6.2), получим:

l₁=1·3,7=3,7 (м).

Определим расстояние l₂ от стен до крайних светильников (рядов светильников) по формуле:

 l₂=(0,3-0,5)l₁, м     (6.3)

Подставим в формулу (6.3), получим:

l₂=0,5·3,7=1,85 (м).

Светильники с люминесцентными  лампами размещать рядами с разрывами Dl£0,5h, Dl =0,5·3,7=1,85м, примем Dl=1,2м; ряды светильников располагать параллельно  длинной стене помещения или стене с окнами.

Подсчитаем число рядов светильников N_p  по следующей формуле:

 ,     (6.4)

где B - ширина помещения, B = 20 (м);

l₂ - расстояние от стены до центра светильника, l₂ =1,2 (м);

l₁ - максимальное расстояние между центрами светильников, l₁ = 3,37(м).

Подставляя численные значения в формулу 6.4 получим:

.

Используя метод коэффициента использования, учитывающий световой поток, отраженный от потолка и стен можно рассчитать световой поток ламп Ф_р , лм в каждом ряду по следующей формуле:

      , лм     (6.5)

где Е_н - нормируемая освещенность, Е_н = 300 (лк);

S - площадь освещаемого помещения, S = 800 (м²);

z - коэффициент минимальной освещенности, значение z для люминесцентных ламп принимается равным 1,1;

k - коэффициент запаса, примем k = 1,5;

h - коэффициент использования светового потока ламп.

Коэффициент использования светового  потока h зависит от кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения потолка r_п, стен r_с и пола r_п , высоты подвеса светильников над рабочей поверхностью h и индекса помещения i. Индекс помещения рассчитывается по формуле :

,      (6.6)

где  А и В - длина и ширина помещения, м;

h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Подставляя численные значения в формулу 6.6 получим:

.

При использовании открытого люминесцентного светильника ЛСП - 01, с учетом коэффициентов r_пола = 0,7, r_стен = 0,5 и r_{потолка} = 0,1, а также показателя помещения i = 3,0, коэффициент использования h будет равен 0,86 (таблица 34) [89].

Подставляя численные значения в формулу 6.5 получим:

 лм.

Если в светильнике установить по две лампы ЛБ мощностью 80 Вт и  световым потоком Ф_л = 5220 лм, то необходимое число светильников в ряду:

.

В результате расчета получены следующие  данные:

1. тип лампы – ЛБ80;
2. общее число ламп – 96;
3. число ламп в светильнике – 2;
4. число рядов – 6;
5. число светильников в ряду – 8.

 

6.4  Охрана окружающей среды

 

Поскольку воздушная среда является важнейшим элементом условий  труда на производстве, а в состав технологических операций входит процесс покрытия лаком и клейка кристаллов, и что особенно важно его выполнение ведется на непрерывно действующем технологическом оборудовании, то возникает необходимость исключения или же уменьшения вредного воздействия данного фактора на окружающий персонал.

Наиболее часто, применительно  к данному случаю, для удаления загрязненного воздуха применяют вентиляцию. При выполнении расчетов и  мест установки вентиляционного оборудования необходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 12.1.008-76, в котором даны допустимые сочетания температуры, влажности и скорости воздуха в рабочей зоне цехов промышленных предприятий [90].

Объем отсасываемого воздуха определяется по формуле [91]:

                                  , м³ (6.7)

где F – площадь сечения рабочего отверстия, м²;

u_В – скорость всасывания в рабочем отверстии, нормируется по СН245-71, СНиП 33-75, м/с. Примем u_В равным 2,0м/с (исходя из ПДК).

С – коэффициент запаса на неравномерность  скорости всасывания в сечении рабочего отверстия, С=1,1¸1,5.

Площадь сечения рабочего отверстия  определяется по формуле:

F=a×b, м² (6.8)

где а – длина рабочего отверстия, м;

b – ширина рабочего отверстия, м;

Примем а = b = 0,5 м, тогда:

F=0,5×0,5=0,25 м².

Подставим численные значения в формулу (6.7):

.

Полный напор Н_пол, развиваемый вентилятором складывается из потерь давления на трение, в местных сопротивлениях, потерь давления на трение на 1 погонный метр длины расчетного участка воздуховода и скоростного давления в выходном сечении воздуховода и определяется по формуле: