XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Шредер для переработки пластика

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нургалиев И.Р. 1

---

1МБОУ "Гимназия №2" имени Б. Урманче НМР РТ

Мурзаханов М.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Гимназия №2" имени Баки Урманче Нижнекамского муниципального района Республики Татарстан

Работа в формате PDF

365.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Поисково-исследовательский этап

Актуальность и обоснование проекта

Загрязнение окружающей среды – бич 21 века! Наша планета продолжает загрязняться, этот процесс пока невозможно остановить.

В современном быстроразвивающемся мире, где население нашей планеты растет, необходимо производить огромное количество разнообразной продукции. Человек продолжает делать все, чтобы повысить свой уровень жизни. В любом мегаполисе или крошечном селе, во всех местах где бывает человек, всегда оставляет следы своего присутствия. И чаще всего это негативный след, который пагубно влияет на окружающую среду и состояние нашей планеты. Человечество занимается утилизацией отходов, но это идет не на должном уровне, очень вяло и не торопливо.

Утилизация отходов - это дело каждого человека. Также и я стараюсь сделать все зависящее от меня, чтобы сохранить чистоту и не загрязнять окружающую среду. Одним из таких направлений – утилизация пластиков.

Я посещаю школьный кружок по 3д моделированию и печати на 3Д-принтерах, и по моим наблюдениям, хоть аддитивные технологии называют безотходными технологиями, все же отходы образуются. Это происходит из-за надобности печати некоторых моделей с поддержками или подложками, для повышения качества самих моделей. Также не всегда 3д-печать получается идеальной и удачной, бывает, детали бракуются. Все эти отходы мы не выбрасываем в мусорку, а копим, чтобы, их утилизировать, использовать для получения вторсырья – филамента – пластиковый пруток диаметром 1,75 и 3 мм для печати на 3д-принтере. Накопилось уже две большие коробки. Пришла пора подумать о переработке пластика. Перед нами стала задача найти способы переработки пластиков. Самый популярный способ – это дробление и измельчение на специальных устройствах – шредерах, а затем, например, переплавка в филамент с помощью экструдера.

Работая над творческим проектом нужно знать какие этапы мне предстоит пройти (см. рис 1.).

Рис. 1. «Звездочка обдумывания»

Банк идей

Измельчители и дробилки шредеры получили широкое применение из-за своего простого устройства и принципа работы. В устройство закидывают небольшие порции вторичного материала и механическим способом измельчаются превращаясь в мелкую фракцию. В таком виде материал легче перерабатывать для дальнейшего производства.

Обычно дробилки имеют следующее строение: корпус, загрузочное окно, ножи, вал с зубьями (фрезы) и окно выгрузки (см. рис. 2). Вся эта конструкция приводится в движение мощным электродвигателем через понижающий редуктор.

Рис. 2 Строение шредера.

Строение может незначительно отличаться и в основном это заключается в наличие еще одного ротора-вала с зубьями, эти два вала вращаются навстречу друг к другу (см. рис. 2). Эффективность захватывания пластика немного увеличивается, но сложность изготовления таких шредеров повышается в несколько раз.

Рис. 2. Шредер с двумя валами.

Применение шредеров разнообразно: в офисах (уничтожитель бумаги), в домашних условиях (заготовка корма), в промышленности (металлолом) и т.д. Назначение у всех - измельчать сырье и для них комплекс мероприятий схож, порядок которого выглядит следующим образом:

сбор и сортировка отходов;

переработка во вторичное сырье;

производство конечной продукции.

Анализ прототипов.

Среди найденных мною прототипов проведу морфологический анализ, укажу их достоинства и недостатки (см. таблицу 1).

Таблица 1. Морфологический анализ прототипов.

Изучив дробилки, в своем проектном изделии я решил устранить недостатки и сохранить достоинства устройства. Хотя от некоторых недостатков, как тяжелый вес, избавиться не удастся. Это можно отнести и к положительным качествам, такие устройства должны иметь вес для устойчивости конструкции. Поэтому нужно четко сформулировать над чем мне придется поработать и изображу в виде схемы (см. схему 1).

Схема 1. Требования к изделию.

ТРЕБОВАНИЯ

Анализ возможных идей

Для создания изделия отвечающих всем требованиям представлю два основных варианта конструкции измельчителя. Для наглядности морфологического анализа представлю в виде схемы (см. схема 1).

Схема 1. морфологического анализа вариантов шредера

Окончательный выбор оптимальной идеи

В вариантах 1 и 2 имеются много положительных качеств, но в большей степени для школы подходит первый вариант шредера.

Вся конструкция будет изготовлена из разборных деталей, соединенная разными способами, в основном резьбовые соединения и сварочный шов. Для устойчивости конструкции устройство будет установлено на широкие стойки с регулируемыми ножками. Измельчающая часть, ножи и фрезы будут иметь плоские формы, которые буду разрезать материал на мелкие кусочки. Установить кнопку экстренного отключения. Для удобства загрузки материала изготовить загрузочное окно из листовой стали. Защитить всю конструкцию покрытием цветной алкидной краски.

Конструкторско-технологическийэтап

Выбор технологии изготовления.

Материально-техническая база

Нужно выбрать материалы из которых изготавливается конструкция шредера, способы защиты и отделки конструкции, обеспечение необходимым оборудованием и инструментами для полноценной работы. Для такого решающего выбора использую методы анализов творческих проектов.

Трудности в выборе материала для изготовления каркаса и рамы не составляет. Ассортимент большой, но останавливаюсь на общедоступных и знакомых материалах.

Разработка конструкторской документации

Для понимания всей конструкции шредера изобразим внешний вид устройства и чертежи составных деталей.

Эскиз. Внешний вид.

Чертежи и шаблоны шредера.

Фреза

Нож

Корпус

Технологическая карта

Заключительный этап

Экономическое обоснование.

Для изготовления моего проекта была закуплена все необходимое. Все расходы будут складываться из затрат:

С _общ = С₁ + С₂ + С₃+ С₄ + С₅

где С₁ - стоимость материалов и комплектующих;

С₂ - стоимость электроэнергии;

С₃ - амортизация;

С₄ - заработная плата;

С₅ – отчисления с заработной платы.

С_1. В таблице дана информация и стоимости комплектующих деталей и расходных материалов (см. табл. 2).

Табл. 2. Расходы на материалы.

С_2. На изготовление шредера ушло около двух недель работы, по 2 часа в день. Считаю стоимость электроэнергии. На изготовление моего проекта ориентировочно потребовалось около 28 часов работы. 1 КВт/час стоит 3,93 руб.

Потребляемая мощность за время работы:

- УШМ 900 Вт х 2 часа = 1.8 КВт;

- электродрель 400 Вт х 30 мин. = 0,2 КВт;

- сварочный аппарат 5 КВт х 1 час – 5 КВт;

- токарные работы 2 КВт х 1 час = 2 КВт;

- освещение мастерской 550 Вт (22 лампы по 25 Вт) х 28 часов = 15,4 КВт.

В итоге суммарная мощность потребителей = 24,4 КВт = 96 руб.

С₃– амортизация оборудования. Расчетная амортизация в зависимости от срока службы оборудования составляет:

- ТВ-7 = 1 ч х 35 руб./ч = 35 руб.;

- электродрель =30 мин х 2 руб./ч = 1 руб.;

- УШМ = 2 ч х 1.69 руб./ч = 3,38 руб.;

- сварочный аппарат = 1 ч х 1 руб./ч = 1 руб.

Итого: 40,38 руб.

С₄- заработная плата. На изготовление моего проекта ориентировочно потребуется около 28 часов работы = 3дня и 4 часа рабочих дней. Минимальная оплата труда (2020 г.) составляет 12130 руб. в месяц. За 1 рабочий день = 433 руб. Следовательно оплата труда С₄ составит 1515 руб.

С₅ – отчисления с заработной платы.

Отчисления 32% от заработной платы составляет 484,8 руб.

В итоге себестоимость творческого проекта С _общ = С₁ + С₂ + С₃+ С₄ + С₅ = 11708 + 96 + 40,38 + 1515 + 484,8 = 13845 руб.

Экологическая оценка

Материалы, используемые при изготовлении не представляют опасности для окружающей среды. При необходимости изделие можно утилизировать как металлолом. Применяемые технологические процессы, расходные материалы экологически безопасны. Оставшиеся после изготовления изделия металлическая стружка собирается и отправляется на переработку.

Анализ проделанной работы

Изготовив самодельный измельчитель пластика «Шредер» я сэкономил на покупке дорогостоящего оборудования. Проект обошелся мне в десятки раз дешевле того оборудования, что предлагают фирмы и магазины.

В конце моей работы по реализации творческого проекта анализ моей деятельности подтверждает важность моего проекта для нашей мастерской. Работая с 3Д моделями и печатая их на 3Д-принтере, образуются деловые отходы, которые можно пустить на дальнейшую переработку благодаря измельчителю «Шредеру».

Проделанной работой доволен, поставленные цели и задачи достигнуты.

Список используемой литературы и электронные ресурсы.

Технология, 5-7 класс, Казакевич В.М., 2019

Заплатин, В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): Учебное пособие / В.Н. Заплатин. - М.: Академия, 2013. - 304 c.

Слесарное дело, 5-6 класс, Копелевич В. Г., Спиридонов И.Г., Буфетов Г.П., 1980

Свободная энциклопедия «ВикипедиЯ»: https://ru.wikipedia.org

Поисковая система «Яндекс»: https://yandex.ru

YouTube видеохостинг: https://www.youtube.com

Инструкции по технике безопасности

Инструкция по охране труда при работе с шредером

1. Общие требования охраны труда

1.1. Настоящая инструкция предназначена для лиц, использующих шредер для переработки пластика в своей работе.

1.2. К самостоятельной работе на шредере допускаются работники не моложе 18 лет.

1.3. Не реже одного раза в 6 месяцев проходить повторный инструктаж по программе первичного инструктажа на рабочем месте.

1.4. Лица, не прошедшие ежегодную проверку знаний требований охраны труда, безопасных приемов и методов выполнения работ, по оказанию первой помощи при несчастных случаях, к самостоятельной работе не допускаются.

1.5. При привлечении работника к выполнению разовых работ, не входящих в его обязанности, он должен пройти целевой инструктаж по данному виду работ.

1.6. Работник обязан соблюдать трудовую дисциплину, правила внутреннего трудового распорядка.

Запрещается употреблять спиртные напитки и находиться на территории предприятия в нетрезвом состоянии или под воздействием наркотических и других веществ как в рабочее так и не рабочее время. Лица, нарушившие данное требование подлежат немедленному удалению с территории предприятия. 

1.7. Работник обязан:

• соблюдать требования охраны труда;

• правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты;

• проходить обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда;

• немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления);

1.8. В целях предотвращения пожара необходимо соблюдать следующие требования: запрещается пользоваться открытым огнём.

1.9. Во время работы на работника могут воздействовать следующие опасные и вредные производственные факторы:

• вращающиеся механизмы, незащищенные подвижные элементы оборудования;

• повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти на тело человека.

• повышенный уровень шума.

1.10. Для защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов, работник должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты согласно типовых норм по основной профессии работника.

1.11. Работник должен уметь оказывать первую помощь, знать места расположения аптечки и правила пользования ею.

1.12. При обнаружении нарушений требований безопасности, правил и норм по охране труда и пожарной безопасности, сообщить об этом своему непосредственному руководителю.

1.13. Запрещается хранить продукты питания на рабочих местах.

1.14. При работе с электрооборудованием необходимо соблюдать общие требования электробезопасности:

• при включении в сеть проверить электрический шнур на отсутствие возможных повреждений;

• не оставлять без присмотра включенные электроприборы;

• запрещается пользоваться штепсельными розетками и вилками с разбитыми крышками;

• запрещается включать и выключать вилку электрошнура прибора мокрыми руками; 

• запрещается выключать электроприборы из сети потянув непосредственно за электрический шнур или взявшись за прибор;

• устанавливать приборы необходимо на устойчивой, ровной, горизонтальной поверхности;

• выключать из розетки электрический прибор, если он длительное время не используется.

1.15. Перед включением электрического кабеля в розетку необходимо проверить соответствие напряжения сети указанному для данного прибора значению напряжения.

1.16. В случае недомогания или получения производственной травмы работу следует прекратить и известить о случившемся своего непосредственного руководителя работ. В случае получения травмы обстановку произошедшего несчастного случая сохранить, если это не угрожает жизни и здоровью работников и не приведет к аварии.

1.17. Лица, нарушившие требования настоящей инструкции, несут ответственность в соответствии с Правилами внутреннего трудового распорядка, согласно действующего законодательства.

2. Требования охраны труда перед началом работы

2.1. Проверить наличие и исправность применяемого оборудования - шредера:

• наличие заземляющего контакта вилки сетевого шнура;

• устойчивости стола (поверхности) на котором установлен уничтожитель бумаг;

• исправность освещения рабочей зоны;

• проверить соответствие электрических параметров шредера параметрам электрической сети.

2.2. Если по условиям работы требуется применение средств индивидуальной защиты и предохранительных приспособлений, то необходимо проверить их комплектность и исправность.

2.3. Осмотреть рабочее место, убрать все, что может мешать работе, освободить проходы и не загромождать их. Проверить состояние пола, если пол скользкий (облит водой и т. п.), то следует вытереть его сухой ветошью.

2.4. Проверить достаточность освещения рабочего места.

2.5. Проверить правильность установки режущего блока на корзину.

2.6. Обо всех замечаниях и нарушениях обнаруженных перед началом работы сообщить своему непосредственному руководителю для принятия мер по их устранению.

3. Требования охраны труда во время работы

3.1. Выполнять только ту работу, которая поручена работнику и по которой он прошел инструктаж.

3.2. Не допускать к работе на установке посторонних лиц.

3.3. В процессе работы соблюдайте следующие требования:

• не допускайте попадания в установку жидкостей или металлических предметов;

• не допускайте попадания в приемный слот свободно висящих предметов (галстуки, шарфы), украшений, а также длинных волос;

• регулярно очищайте корзину от мусора.

• не пытайтесь утрамбовывать обрезки бумаги в корзине, не встряхивайте и не стучите по корзине;

• не допускайте повреждения сетевого кабеля. Не подвергайте сетевой кабель механическим нагрузкам. Нарушение изоляции сетевого кабеля может привести к аварии электрической сети, возгоранию или электрическому удару;

• во избежание возгорания или электрического удара при отключении сетевого кабеля от розетки удерживайте его за вилку, а не за провод;

• не размещайте шредер слишком далеко от розеток; рядом с источником тепла и во влажных помещениях;

• не пытайтесь самостоятельно разбирать, ремонтировать или модернизировать шредер;

•  не работайте а шредере непрерывно более 1 часа работы. Это может привести к перегреву двигателя. Если это произошло, дайте ему охладиться в течение 30 мин;

• отключайте вилку шредера при его перемещении на другое место или при очистке;

• не перегружайте шредер пластиком, добавляйте пластик по мере его имельчения.

4. Требования охраны труда в аварийных ситуациях

4.1. При наличии дыма, неприятного запаха, посторонних шумов и т. п. немедленно отключите оборудование от сети электропитания. Эксплуатация неисправного шредера может привести к возгоранию или электрическому удару.

4.2. При поражении электрическим током необходимо освободить пострадавшего от действия электрического тока, соблюдая меры безопасности, оказать ему первую помощь и обратиться в здравпункт или вызвать скорую медицинскую помощь.

4.3. При возникновении пожара, необходимо вызвать пожарную команду и до ее прибытия по возможности принять меры по тушению пожара первичными средствами пожаротушения, соблюдая меры личной безопасности. Сообщить о случившемся непосредственному руководителю работ.

4.4. При возникновении несчастного случая, работник обязан оказать пострадавшему первую помощь. Сообщить о случившемся непосредственному руководителю работ.

5. Требования охраны труда по окончании работы

5.1. Обесточить применяемое оборудование.

5.2. Привести в порядок рабочее место.

5.3. Очистить корзину от мусора (обрезков бумаги). 

5.4. Снять средства индивидуальной защиты, привести в порядок и убрать в предназначенное для их хранения место.

5.5. Вымыть лицо и руки с мылом. 

5.6. Обо всех недостатках, и нарушениях обнаруженных во время работы известить своего непосредственного руководителя.

Фотобанк