--PAGE_BREAK-- (А)
Определяем сопротивление нагрузки RH, Ом по формуле
(2)
Т.к. в первый момент времени после подачи напряжения в нагрузку возникают «пусковые» токи превышающие номинальный ток в 2-3 раза то необходимо подобрать симистор с номинальным током превышающим ток нагрузки минимум в 4 раза.
Выбираем симистор ТС112-16 с параметрами:
максимальное напряжение в закрытом состоянии Uзак.max=1200 В;
напряжение между управляющим электродом и катодом Uу.от=3В;
напряжение в открытом состоянии Uотк=1,8 В;
ток управления Iу.от=100mA
ток в закрытом состоянии Iзкр=3 мА
максимальный допустимый ток в открытом состоянии Iотк.max=16А;
температура корпуса Тк=85˚С;
температура среды Тс=70˚С.
Рассчитаем площадь радиатора S, см2, необходимого для охлаждения корпуса симистора по формуле (6) Для этого рассчитаем значение мощности Рзак, Вт, выделяемую симистором в закрытом состоянии и значение мощности Ротк, Вт выделяемую симистором в открытом состоянии. При этом учитываем, что максимальная мощность будет при максимальном напряжении питания, которое равно 220+10%.
(3)
(Вт)
(4)
(Вт)
Следовательно, что расчёт площади радиатора следует вести для того случая, когда на симисторе выделяется больше энергии
Между корпусом и радиатором также существует сопротивление, но в данном случае этим сопротивлением можно пренебречь и поэтому будем считать, что радиатор имеет такую же температуру, как и корпус.
(5)
(С/Вт)
, (6)
где RР.С., ˚С/Вт – сопротивление перехода радиатор – среда, определяемое по формуле (5).
(см2)
Такую суммарную площадь должны иметь все грани радиатора.
Для гальванической развязки цепи питания нагрузки и транзистора выбираем импульсный трансформатор ТИ228 с параметрами:
входной максимальный ток Iвх=60 мА;
входное максимальное напряжение Uвх.max=60 В.
1.4.2 Расчет усилителя
Выберем в качестве ключа транзистор КТ814А с параметрами
Iк.max=1,5А
Uкэ.max=40В
Uбэ.нас=1.2
Uкэ.нас=0.6В
h21min=40
Находим Iбнпо формуле
Iбн=1.5ЧIк/h21min (7)
Iбн=1.5Ч0.03Iк/40=0.0011(А)
Находим значение сопротивления R11
, (8)
где Uвых1– напряжение логической единицы на выходе микросхемы DD1, В
=8100 (Ом)
Из стандартного ряда Е24 выбираем сопротивление 8,2 кОм и определяем мощность рассеиваемую на резисторе по формуле
(9)
Выбираем стандартное значение мощности равное 0,125 Вт.
1.4 Расчет источника питания
1.4.1 Определение тока потребления
Определяем значения токов потребляемых схемами от своих источников питания по формуле (10)
, (10)
где Iпотр –Ток потребляемый схемой, А
-суммарный ток потребляемый активными элементами, А
-суммарный ток протекающий через ограничительные, добавочные резисторы, А
IпотрDD1=2*10-5 A
IпотрDD2=2*10-6 A
IпотрТ2=30*10-3 A
R5=22 кОм
R1=R2=R7=100 кОм
( А)
1.4.2 Расчет стабилизатора
Исходные данные
входное напряжение Uвх= 220 В 50Гц
напряжение питания схемы управления Uвых= 12 В
ток потребляемый схемой Iпотр= 0,03 А
допустимые пульсации – 0,15%;
Рисунок 2—Источник питания
С учётом значения тока нагрузки и напряжения нагрузки, из справочника подбираем стабилизатор КР1157ЕН12А с параметрами:
Таблица 2 -Параметры стабилизатора КР1157ЕН12А
Выходное напряжение, В
11,76-12,24
Ток потребления, Iпот, мА
≤5
Минимальная разность между входным и выходным напряжениями, ΔU, B
2
Максимальное входное напряжение
35
Выходной максимальный ток Iвых max, А
0,1
Мощность рассеивания Pрас, Вт
0,5
Температура корпуса, Тк ,˚С
70
Температура среды, Тс ,˚С
100
Согласно справочным данным для выбранного стабилизатора необходимо применение на входе и выходе конденсаторы. На входе номиналом не менее 2 мкФ, а на выходе – не менее 10мкФ. Поэтому выбираем конденсатор С8 К50-35-25В-2мкФ±10%и конденсаторы С5 К50-35-25В-10мкФ±10%
С учетом колебаний напряжения сети +10%, -15% выбираем разницу между выходным и входным напряжением стабилизатора на 15% больше
(11)
Тогда входное напряжение стабилизатора
Найдём максимальную мощность, которая выделяется стабилизатором, т.е. для случая, когда напряжение в сети максимально.
Uвх.max= Uвх.cт+0.1Ч Uвх.ст (12)
Uвх.max=14.3+0.1Ч14.3=15.73(В)
P=(Uвх.max-Uвых)Ч(Iпот.DA1+Iпот) (13)
P=(15.73-12)Ч(0.005+0.03)=0.13(Вт)
Т.к. расчетная мощность меньше допустимой то радиатор для стабилизатора не требуется
1.4.3 Расчет выпрямителя
Определяем переменное напряжение Uвых.тр, которое должно быть на вторичной обмотке сетевого трансформатора по формуле
Uвых.тр = B ЧUвх.ст, (14)
где Uвх.ст — постоянное напряжение на нагрузке, В;
В — коэффициент, зависящий от тока нагрузки (В=1,2)
Uвых.тр =1,2Ч14,3=17.6 В
Согласно напряжения Uвых.тр и тока нагрузки выбираем трансформатор типа ТПП204 с последовательным соединением обмоток
По току нагрузки определяем максимальный ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста:
Iд = 0,5Ч СЧ Iн, (15)
где Iд — ток через диод, А;
Iн — максимальный ток нагрузки, А;
С — коэффициент, зависящий от тока нагрузки (С=2,4)
Iд=0,5 Ч2,4 Ч0,03=0,036 А
Подсчитываем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя
Uобр = 1,5 ЧUвх.ст, (16)
где Uобр — обратное напряжение, В;
Uвх.ст — напряжение на нагрузке, В.
Uобр=1,5 Ч16,7=25В
По значению тока текущего через диод и значению обратного напряжению приложенному к нему выбираем диоды типа КД206А
Определяем емкость конденсатора фильтра:
, (17)
где Сф — емкость конденсаторного фильтра, мкФ;
Uвх.ст — напряжение на нагрузке, В;
Kп — коэффициент пульсации выпрямленного напряжения
(мкФ)
Выбираем в качестве С8 конденсатор К50-35-25В-470мкФ±10% /5/, /6/
1.6 Расчет надежности
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность, и сохраняемость или определённые сочетания этих видов.
Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или наработки. Свойства проявляются как в период использования объекта по прямому назначению, так и в период его хранения и транспортировки.
Показателями безотказной работы прибора могут служить вероятность безотказной работы и средняя наработка по отказу. В схеме блока можно выделить j-е количество элементов, отказ каждого из которых может привести к отказу всего устройства в целом, отсюда условием безотказной работы устройства является отсутствие отказов этих элементов. Для расчёта безотказной работы и средней наработки на отказ необходимо найти L,значениекоторой рассчитывается по формуле
, (18)
где nj– количество элементов j– группы, шт.;
li– интенсивность отказа j– группы, 1/час;
аj– эксплуатационный коэффициент
Условия эксплуатации
— температура окружающей среды от 20 до 40°С;
— влажность воздуха 60-70%, при температуре 20°С;
— влияние высоты 0-1 км.;
— прибор не герметизирован;
— прибор не амартизирован;
— P(t) заказчика 0,8
Вероятность безотказной работы P(t) прибора в течении заданного промежутка времени (t) определяется по формуле
, (19)
где е – основание натурального логарифма 2,72;
Λ – интенсивность отказа прибора, 1/час
t– заданный промежуток времени, час
Для конденсаторов, полупроводниковых приборов, микросхем, резисторов, эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj
=
b
1
×
b
2
×
b
3
×
b
4
×
b
5, (20)
где b1b2– коэффициенты, учитывающие механические воздействия на прибор;
b3– коэффициент, учитывающий влияние влажности на прибор;
b4– коэффициент, учитывающий влияние высоты на прибор;
b5– коэффициент, учитывающий влияние температуры на прибор.
Для печатных плат и датчиков эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj
=
b
1
×
b
2
×
b
3
×
b
4
, (21)
Для мест пайки эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj
=
b
6
×
b
7
×
b
8, (22)
где b6,b7 — коэффициент, учитывающий влияния механических воздействий на интенсивность отказов механических элементов
b8– коэффициент, учитывающий влияние влажности воздуха на интенсивность отказов электрических и механических приборов.
По формулам определяем aj
a1= 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,75 = 1,35;
a2 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,75 = 1,35;
a3 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,5 = 0,9;
a4 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,175 = 0,315;
a5 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,175 = 0,315;
`a6 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,175 = 0,315;
a7 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,57 = 1,026;
a8 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,25 = 0,45;
a9 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,25 = 0,45;
a10 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,07 = 0,126;
a11 = 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,8 =1,44;
a12= 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,24 =0,432;
a13= 1,5 ×1,2 ×1 ×1 ×0,24 =0,432;
a14-a22=1,5 ×1,2 ×1 ×1 =1,8 ;
a23= 5 ×2 ×1 =10;
Необходимые для расчета суммарной интенсивности отказов данные сведены в таблицу 3.
Таблица 3 – Данные по расчету суммарной интенсивности отказов
Номер группы
Наименование и
тип элементов
Количество
элементов
в схеме
ni, шт.
Интенсив
ность отказа элемента
li×10-6,
1/час
Эксплуа-
тационный
коэффи-
циент, аi
Произ-веде-
ние ni×li×ai
1
2
3
4
5
6
1
ПП цифровые
ИМС 2 степени интеграции
2
0,45
1,35
1,215
2
ПП аналоговые
ИМС 1степени интеграции
1
0,45
1,35
0,608
продолжение
--PAGE_BREAK--
1
2
3
4
5
6
3
Транзисторы биполярные кремниевые большой мощности в ключевом режиме
1
0,6
0,9
0,54
4
Диоды кремниевые выпрямительные, маломощные
4
0,2
0,315
0,252
5
Диоды кремниевые выпрямительные, средней мощности
4
0,5
0,315
0,63
6
светодиоды
2
0,7
0,315
0,441
7
Симистор Iн=16А
1
0,95
1,026
0,975
8
Резисторы постоянные непроволочные типа С2-33Н
Рном=0,125 Вт, ток постоянный.
13
0,05
0,45
0,293
9
Резисторы постоянные непроволочные типа С2-33Н
Рном=0,25 Вт, ток переменный.
2
0,1
0,45
0,09
10
Конденсаторы керамические
8
0,05
0,126
0,05
11
Конденсаторы электролитические танталовые
2
0,25
1,44
0,72
12
Трансформаторы входные
1
0,9
0,432
0,389
13
Трансформаторы импульсные
1
0,13
0,432
0,056
14
Держатели предохранителей
1
,3
1,8
0,54
15
Предохранитель
1
0,65
1,8
1,17
16
Гнезда
3
0,7
1,8
3,78
17
Тумблер
2
0,4
1,8
1,44
18
Кнопка
1
0,4
1,8
0,72
19
Вилка двухполюсная
1
0,5
1,8
0,9
20
Датчики уровня
2
0,3
1,8
1,08
21
Печатная плата
1
0,2
1,8
0,36
22
Места пайки
122
0,004
10
4,88
23
Корпус
1
1,1
1,8
1,98
L
=ni
×
l
i
×
ai
20,679Ч10-6 1/час
Продолжение таблицы 3
Вероятность безотказной работы определяем для заданного времени 2000, 4000, 6000, 8000, 10000, 12000 по формуле (19)
P(2000)= 2,72 = 0,97;
P(4000)=2,72= 0,93;
P(6000)= 2,72 = 0,89;
P(8000)=2,72 = 0,87;
P(10000)=2,72= 0,82;
P(12000)=2,72 = 0,78;
По полученным данным строим график зависимости вероятности безотказной работы Р = f(t), приведенный на рисунке 3.
Рисунок 3 – График зависимости вероятности безотказной работы Р=f(t)
При вероятности безотказной работы 0,8 наработка на отказ 10800часов. /7/
2 Конструкторско-технологическая часть
2.1 Описание конструкции универсального регулятора воды
2.1.1 Разработка конструкции корпуса
Корпус устройства универсального регулятора воды выполнен из ударопрочного полистирола марки УПМ-0508 методом литья под давлением. Он состоит из основания (позиция 16) и крышки (позиция 2). Корпус имеет следующие габаритные размеры: ширина-70мм, длинна-200мм, высота-120мм. Внутри корпуса универсального регулятора воды крепится печатная плата (позиция 6) на установочные стойки (позиция 17) при помощи четырех шурупов. Так же внутри корпуса размещен сетевой трансформатор TV1 (позиция 10), который крепится при помощи крепежной скобы (позиция 11), симистор VS1 (позиция 7) на радиаторе (позиция 8). На передней панели универсального регулятора воды находятся кнопка принудительного включения или отключения нагрузки (позиция 5), тумблер выбора режимов работы (позиция 3) и два светодиодных индикатора состояния прибора. (позиция 4). На нижнем торце расположены разъемы для подключения нагрузки и датчиков (позиция 13). Разъемы крепятся к корпусу при помощи винтов М3 с гайками. На правой стенке расположен шнур питания (позиция 12), тумблер «СЕТЬ» (позиция 10) и держатель предохранителя. Монтаж прибора производится с помощью ушей крепления расположенных на задней стенке (позиция 15). /9/
2.1.2 Описание печатной платы универсального регулятора воды
Печатная плата универсального регулятора воды конструктивно выполнена в виде односторонней печатной платы (ПП). Габариты разведенной платы равны 100´100 мм.
В качестве материала печатной платы используется фольгированный стеклотекстолит СФ1-35-1 ГОСТ 10316-78.
После определения рисунка связей между компонентами ПП рассчитываем требуемую ширину печатных проводников b, по которым протекает максимальный ток. Такими проводниками являются проводники шин питания и земли.
Ширину печатных проводников b, мм определяем по формуле
b = Imax/ D· h, (23)
где Imax — максимальный ток, протекающий в печатном проводнике, А;
D— допустимая токовая нагрузка печатного проводника, А/мм2;
h — толщина печатного проводника, мм.
Из пункта 1.5.3 принимаем ток протекающий по цепям питания 0,03 А.
Согласно ГОСТ 23751-86 допустимая токовая нагрузка Dна элементы проводящего рисунка в зависимости от допустимого превышения температуры окружающей среды для фольги составляет 100…250 А/мм2. Выбираем максимальное значение 250 А/мм2. Толщина фольги стеклотекстолита СФ-2-35 составляет 35 мкм.
Определяем ширину проводников b мм, шины питания +12 В по формуле (23)
b = 0.03/250·35·10-3=0,003 мм
Ширину проводников равную рассчитанным значениям, технологически трудно реализовать, поэтому её необходимо выбрать равной ближайшему технологически возможному значению. Согласно ГОСТ 23751-86 и с учетом возможностей производства ближайшее значение ширины проводника ПП составляет 0,15мм. Однако для того, чтобы свести к минимуму влияние наводок и помех на работу устройства, необходимо шины питания и земли выполнить как можно шире. Поэтому выбираем ширину проводников шины питания и земли равной 1 мм. Поскольку в остальных проводниках схемы токи значительно меньше, то ширину этих проводников выбираем равной 0,3 мм.
Формирование рисунка печатного монтажа выполняется травлением меди в растворе хлорного железа, Растворы на основе хлорного железа отличаются высокой и равномерной скоростью травления, малыми боковыми подтравлениями, высокой точностью получаемых контуров, незначительным содержанием токсичных веществ и экономичностью. /9/
2.2 Виды и объемы работ по техническому обслуживанию
2.2.1 Анализ надежности
Универсальный регулятор уровня воды состоит из следующих основных узлов: датчики уровня с схемой управления (1), элемент «И», усилитель и электронный ключ (2), генератора прямоугольных импульсов (3), блока питания (4).
Проведем анализ надежности по группам элементов, с целью выявления самых ненадёжных блоков схемы. Деление элементов на группы производим согласно рисунку
Интенсивность отказов датчиков уровня с схемой управления определяется по формуле
l1=lдт+lDD3+ lDD2 +lR1-R7 +lC1-C4+lSA1,SA2+lVD1,VD2+lМЕСТА ПАЙКИ , (24)
Интенсивность отказов электроннго ключа с схемой согласования с нагрузкой определяется по формуле
l2= lDD1+lR11-R13, R15+lVS1+lVT1+lC9,C10+lT2+lVD10+lгнезда +lМЕСТА ПАЙКИ (25)
Интенсивность отказов генератора прямоугольных импульсов определяется по формуле
l3= lDD2+ lR8-R10 +lC6-C7+lVD3, VD4 +lМЕСТА ПАЙКИ , (26)
Интенсивность отказов блока питания определяется по формуле
l4= lDA1+ lC5-C8 +lR14 +lVD5-VD9 +lT1+lвилка+lМЕСТА ПАЙКИ (27)
l1= (0,3+0,45+0,45+0,35+0.2+0,8+0.4+0.204) Ч10-6 = 3,154Ч10-6(1/час)
l2=(0,45+0,2+0,95+0,6+0.1+0,13+0,7+2,1+0.116)Ч10-6=5,396Ч10-6(1/час)
l3= (0,45+0,15+0,1+0,4+0,08) Ч10-6 = 1,18Ч10-6(1/час)
l4= (0,45+0,5+0,1+2,7+0,9+0,5+0,088) Ч10-6 = 5,238Ч10-6(1/час)
Приняв P(t) заказчика 0,8 для каждого из блоков схемы определяем время tкр, час по формуле
Tкр= ln(P(t))/- lI, (28)
где li— интенсивность отказов i-го блока, 1/час
tкр1= ln(0,8)/3,154Ч10-6= 70749,4 (ч)
tкр2= ln(0,8)/5,396Ч10-6= 41353,5 (ч)
tкр3= ln(0,8)/1,18Ч10-6= 189104,7 (ч)
tкр4= ln(0,8)/5,238Ч10-6= 42600,9 (ч)
По результатам расчетов строим график зависимости
продолжение
--PAGE_BREAK--
Рисунок 4—Графики надежности блоков схемы
Как видно из рисунка 4 наиболее ненадежными блоками из всей структурной схемы являются электронный ключ и схема согласования с нагрузкой (на графике блок 2), так как в них входят силовые элементы, трансформатор и разъемные соединения – являющихся наименее надежными.
Так как технический ресурс значительно меньше приведенных значений tкр, то это указывает на высокие эксплуатационные характеристики отдельных блоков, следовательно, tкр для универсального регулятора воды увеличивается до минимального из значений tкрiотдельных блоков, в данном случае это второй блок и составляет, tкр= 41000 часов.
Определим время поиска неисправностей в каждом из блоков. Для этого примем время измерения в первом блоке 2 минуты, во втором 5 минут, в третьем 1 минуты, в четвертом 2 минуты
Для сокращения времени поиска неисправностей используем метод последовательно — поэлементной проверки. Определяем частные
τ1/q1= 2/3,154 = 0,634
τ2/q2= 5/5,396 =0,93
τ3/q3= 1/1,18 = 0,85
τ4/q4= 2/5,238 = 0,38
Согласно расчетам, первое измерение производим на выходе элемента 4. Если сигнал на выходе этого элемента удовлетворяет требованиям, то переходим к измерению остальных элементов в следующей последовательности: второе измерение – блок 1; третье измерение – блоки 3; четвертое измерение – блок 2.
Рисунок 5
Для аналитического процесса поиска неисправностей, как правило, применяют его графическое изображение в виде программы поиска неисправностей. Условное обозначение элемента производят в виде прямоугольника, а измерение в виде круга с номерами элементов за которыми производятся измерения. Тогда программа поиска неисправности будет представлена ветвящейся схемой, состоящей из кружков с двумя выходами, обозначающих результат измерения (есть нужный сигнал или нет – «да» «нет» соответственно) и оканчивающейся прямоугольниками, обозначающими неисправный элемент.
Рисунок 6 — Программа поиска неисправности изделия.
Определяем время поиска неисправности по формуле
TПН=q4*τ4+ q1*(τ4+ τ1)+ q3*(τ4+ τ1+ τ6+ τ3)+ q2*(τ4+ τ1+ τ3+ τ4) (29)
TПН=5,238*2+3,154*(2+2)+1,18*(2+2+1)+5,396*(2+2+1+5)+17,2 =65мин
Для обеспечения допустимой величины вероятности безотказной работы Р(t)=0,8 определим некоторые эксплуатационные показатели.
Параметр потока отказов ω, 1/ч определяется по формуле
, (30)
(1/ч)
Периодичность проведения регламентных работ tРР,ч определяется по формуле
, (31)
(ч)
Вычислим оптимальный период выполнения регламентных работ ТР опт, ч по формуле
, (32)
где Тпр – среднее время выполнения одной профилактики (Тпр=1,5 ч.)
ΛПО – интенсивность постепенных отказов изделия, обнаруживаемых во время выполнения техобслуживания, 1/ч.
Интенсивность постепенных отказов ΛПО, 1/ч. рассчитываем по формуле
, (33)
(1/ч)
(ч)
Одним из важнейших показателей эксплуатационных свойств изделия является коэффициент технического использования КТИ. Он показывает какая, доля от всего времени эксплуатации изделия приходится на время его работы. КТИ рассчитывается по формуле
, (34)
где tп--время пребывания изделия в исправном состоянии, независимо от того работало оно или находилось в ожидании;
tТО — общее время, затрачиваемое на техническое обслуживание (без восстановления);
tв— общее время, затрачиваемое на восстановление (устранение неисправности);
Согласно общего расчета надежности, проведенного в пункте 1.6, принимаем время tПравным 10000 часам, а время tТОсогласно формулы равным 311 ч. Общее время tВпринимаем равным 1,4 часам. Тогда:
КТИ=
В качестве основного критерия оценки эксплуатационных свойств изделия служит коэффициент простоя изделия Кп. Рассчитываем данный показатель по формуле
, (35)
Рассчитанное значение КП является показателем высоких эксплуатационных свойств универсального регулятора воды
Определяем показатели ремонта: G-функция распределения ремонта, G/— закон распределения ремонта по формулам
(36)
=0,7
(37)
=0,24
2.2.2 Выбор стратегии технического обслуживания
Из расчёта надёжности отдельно взятых блоков вытекает, что средняя наработка наиболее ненадёжных блоков составляет 41000 часов. Поэтому целесообразно установить техническое обслуживание по наработке, заключающееся в проведении мероприятий по техническому обслуживанию после выработки универсальным регулятором воды определённого количества часов. Выбор такого вида ТО обоснован тем, что вероятность выхода из строя какого-либо блока очень мала. Такое ТО является более целесообразным по содержанию работ, сокращаются затраты времени и средств на обслуживание. Во время эксплуатации необходимо проводить оперативное техническое обслуживание, которое включает в себя очистку поверхности от загрязнения и пыли, проверку датчиков и их зачистку, проверку целостности корпуса на отсутствие царапин и сколов, проверку крепления элементов коммутации и осмотр кабелей и шнуров внешних подключений. /10/
2.3 Методы поиска неисправностей и ремонт универсального регулятора уровня воды
В случае отказа надёжность восстанавливается путём проведения ремонтных работ. Следует установить причину отказа и найти отказавший элемент. Для того чтобы найти причину неисправности, необходимо четко представлять принцип работыизделия, изучить его принципиальную электрическую схему, знать факторы, от которых зависят основные параметры, и правильно установить направление неисправности.
Существуют следующие методы поиска неисправностей 1) внешний осмотр без разборки, 2) внутренний осмотр, 3) измерение параметров по постоянному и переменному напряжению.
Визуальный осмотр — проводят перед и после использования по назначению, а также после транспортирования, при этом производится внешняя чистка и проверка крепления органов управления, четкость фиксации переключателей, отсутствие сколов и трещин на деталях.
Внутренний осмотр – проводят при проведении ТО или текущего (капитального) ремонта. Включает в себя осмотр состояния монтажа, соединительных проводов, плат, элементов.
Измерение параметров по постоянному и переменному — производятся с помощью портативной или автоматизированной встроенной контрольно-измерительной аппаратуры, а также специальных измерительных устройств, систем автоматического контроля. Измерения проводятся в: контрольных точках питающих цепей, промежуточных и выходных сигнальных точках.
Сначала проводиться внешний осмотр корпуса универсального регулятора воды. Проверяется надежность соединения в разъемах, крепление кнопок к корпусу.
После того, как убедились, что отказ вызван внутренними неполадками, необходимо приступить к локализации места неисправности и устранению неисправности,то есть к внутреннему осмотру. Проверяется внутренний монтаж на обрыв. Провода внутреннего монтажа не должны иметь нагара, оголённых участков проводника или оплавленных участков изоляции. В обратном случае следует установить причину появления нагара или оплавки изоляции и заменить проводник новым. Также следует проверить другие элементов, монтируемые на корпусе. Они не должны: иметь следов грязи и ржавчины; иметь видимые механических повреждений. После этого приступаем к осмотру печатной платы. Наиболее характерными визуально-различными дефектами радиоэлементов являются: потемнение или обгорание покрытия резисторов, обрывы выводов конденсаторов, резисторов, микросхем, нарушение контактов в местах пайки, выпучивание корпусов микросхем, конденсаторов. Во всех перечисленных случаях элемент с приведенными признаками следует заменить исправным. Осмотр печатной платы позволяет выявить плохую пайку, разрывы и микротрещины в печатных проводниках. Пайки должны иметь глянцевую гладкую поверхность, без каких либо посторонних включений и подтеков.
Далее производят проверку электрических параметров ЭРЭ в соответствии с допустимыми значениями. В первую очередь производят проверку по напряжению. В случае выявления несоответствия производят замену неисправного элемента. Поиск типовых неисправностей, которые ремонтник не в состоянии обнаружить самостоятельно, производиться в соответствии с таблицей.
К ремонтным работам допускаются лица, соответствующей квалификации, изучившие технику безопасности и противопожарную безопасности согласно пункту 4.
По программе поиска неисправностей разработан перечень возможных неисправностей и методы их устранения.
Таблица 4–Перечень возможных неисправностей и методы их устранения
Возможная неисправность
Вероятная причина
Метод устранения
1
2
3
При включении прибора в сеть индикатор сети не загорается
-Отсутствие питающего напряжения
-неисправность светодиодного индикатора
-Проверить предохранитель FU1 ВП-1-1-5А-250В. Неисправный заменить
-Проверить тумблер SА2 ТП1-2. Неисправный заменить
-Проверить сетевой шнур. Обрыв устранить
-Проверить индикатор HL1 АЛ307БМ. Неисправный заменить.
При достижении заданного уровня нагрузка не включается
-неисправен коммутирующий элемент
-отсутствует сигнал с датчиков
— неисправны микросхемы DD1-DD2
-Проверить симистор VS1 ТС112-16. Неисправный заменить.
-Проверить надежность соединения датчиков и обеспечить надежное соединение
-Проверить микросхему DD1 К561ТМ2. Неисправную заменить
-Проверить микросхему DD2 К561ТЛ1. неисправную заменить.
Продолжение таблицы 4
При переключении режима работы изменение режима не происходит
— неисправен тумблер SA1
Проверить тумблер SA1 MT-1. Неисправный заменить.
При нажатии на кнопу «вкл/выкл.»
нагрузка не включается (выключается)
— Неисправна кнопка SB1
-отсутствует «лог. 1» на входе «С» микросхемы DD2
-Проверить кнопку SВ1 МП7. Неисправную заменить.
-Проверить конденсатор С3 К10-17б
Неисправный заменить.
2.4 Разработка руководства по эксплуатации
В данном пункте разрабатывается руководство по эксплуатации универсального регулятора уровня воды БКДП.022005.100 РЭ на основании ГОСТ 2.6119-97 «Эксплуатационные документы». Руководство по эксплуатации представлено в приложении А, в состав которого входят следующие разделы:
2.4.1 Общие указания
Согласно пункту 1 технического задания БКДП.022005.000 ТЗ.
2.4.2 Технические характеристики
Согласно пункту 4 технического задания БКДП.022005.000 ТЗ
2.4.3 Комплектность
В данном разделе должно указываться наименование изделия и комплекта ЗИП, которые входят в состав изделия, и их количество.
2.4.4 Требования безопасности
Согласно пункту 4 пояснительной записки БКДП.022005.000 ПЗ
2.4.5 Устройство прибора
Согласно пункта 1.3 пояснительной записки.
2.4.6 Подготовка к работе
В данном разделе описываются общие указания по вводу устройства в эксплуатацию.
2.4.7 Порядок работы
Описание действий при проведении технического обслуживания и ремонта прибора.
2.4.8 Техническое обслуживание
В данном разделе руководства по эксплуатации приведены рекомендации по осмотру прибора и уходу за ним, периодичность работ по техническому обслуживанию согласно пункта 2.2.3 пояснительной записки.
2.4.9 Правила хранения
В данном разделе руководства по эксплуатации приведены правила хранения прибора.
2.4.10 Возможные неисправности и методы их устранения
Согласно пункту 2.3 пояснительной записки БКДП.022005.000 ПЗ
2.4.11 Свидетельство о приемке и продаже
2.4.12 Гарантии изготовителя
В этом разделе приводится продолжительность гарантийного срока эксплуатации в случае выявления недостатков в течении этого срока.
3 Экономическая часть
3.1 Расчет себестоимости универсального регулятора воды
Наиболее точные расчеты по себестоимости производства и реализации единицы продукции обеспечивает расчетно-аналитический метод. В основе применения данного метода лежит использования системы норм и нормативов расхода тех или иных ресурсов с учетом калькуляционных статей себестоимости.
3.1.1 Определение стоимости сырья и основных материалов
Стоимость сырья и основных материалов См, руб определяется по формуле
См=еHрасi·Цi, (38)
где Hрасi— норма расхода i-го вида материала, кг;
Цi — цена за килограмм i-го вида материала, руб.
Таблица 5- Стоимость сырья и основных материалов
Наименование и марка материала
Расход
материала, кг.
Цена за единицу материала, руб.
Стоимость материалов на прибор, руб.
Припой ПОС-61
0,08
15000
1200
Припой ПОС-90
0.045
16700
751
Флюс ФКСп
0,05
1455
73
Стеклотекстолит СФ-1-35-1
0,3
15900
4770
Лак ЭП9114
0,06
4340
260
Спиртовая смесь
нефрасовая
0,05
1175
59
Итого:
7113
3.1.2 Определение стоимости покупных полуфабрикатов и комплектующих изделий;
Стоимость покупных полуфабрикатов или комплектующих изделий Спк, руб. определяют по формуле
Спкi=еNпкj ·Цпкj , (39)
где Nпкj— количество покупных изделий j-ого вида, шт;
Цпкj — цена j-ого покупного изделия за штуку, руб.
Таблица 5-Расчет стоимости покупных изделий и полуфабрикатов
Наименование и марка изделий
Количество на один прибор, шт.
Цена за ед., руб.
Затраты на один прибор, руб.
Микросхема К142ЕН8Б
1
215
215
Микросхема К561ТМ2
1
175
175
Микросхема К561ТЛ1
1
300
300
Транзистор КТ814Б
1
90
90
Диоды КД103
4
30
120
Диоды КД209
4
20
100
Светодиод АЛ307БМ
1
55
55
Резисторы С2-33Н
15
20
300
Конденсатор К10-17б на 0,1мкФ
3
25
75
Конденсатор К10-17б на 0,5мкФ
1
75
75
Конденсатор К10-17б на 1нФ
2
30
60
Конденсатор К10-17б на 680пФ
1
45
45
Конденсатор К50-35 на 470мкФ
2
120
240
Конденсатор К73-17 на 1мкФ
1
300
300
Трансформатор ТПП 204
1
5100
5100
Трансформатор ТИ228
1
2800
2800
Симистор ТС112-16
1
2500
2500
Разъемы
3
800
1600
Продолжение таблицы 5
Кнопка М7
1
250
250
Предохранитель
1
400
400
Тумблеры
2
500
500
Корпус
1
6200
6200
Итого:
23850
3.1.3 Транспортно-заготовительные расходы.
Транспортно-заготовительные расходы Стз, руб. связаны с доставкой сырья, материалов и запасных частей на предприятие и рассчитывается по норме от стоимости сырья и материалов по формуле
Стз= ((См+Спк)∙Нтз)/100 , (40)
где Нтз-норма транспортно-заготовительных расходов, %
Стз=((7113+23850)∙2)/100=620 руб
3.1.4 Расчет основной зарплаты производственных рабочих
Заработная плата основных производственных рабочих, приходящаяся на единицу прибора, включает:
-прямую заработную плату, рассчитанную по сдельным расценкам;
-дополнительную заработную плату (в % от прямой);
-премию (в % от суммы прямой и дополнительной).
Основная заработная плата производственных рабочих Зосн, руб, рассчитывается по формуле
Зосн=ЧТС1·Кт∙Тизд, (41)
где Тизд — трудоемкость изделия, час
Чтс – часовая тарифная ставка 1-го разряда, (данные с завода НПРУП “Экран”) руб/час
Зосн= 366∙1,57·4=2300 руб.
3.1.5 Расчет дополнительной зарплаты производственных рабочих и премии
К дополнительной зарплате относятся: оплата очередных отпусков, оплата времени, связанного с выполнением государственных обязанностей, оплата льготных часов подросткам и др.;
Дополнительная зарплата производственных рабочих исчисляется в виде процента от основной зарплаты.
Здоп=(ЗоснЧ%Здоп)/100, (42)
где Здоп — процент дополнительной зарплаты от основной, %.
Здоп=(2300Ч12)/100=276 руб.
Премия рассчитывается от суммы основной и дополнительной заработной платы и рассчитывается по формуле
Пр = (Зосн +∙Здоп) %Пр/100%, (43)
где Зосн – основная заработная плата, руб;
Пр- размер премии, %.
Пр = 2576∙40/100=1030 руб.
Затраты на оплату труда ЗОТ, руб. основных производственных рабочих составят:
ЗОТ= Зосн+Здоп+Пр, (44)
ЗОТ=2300+276+1030=3606руб.
Таблица 6 – Результаты расчетов
Наименование
работ
Разряд работ
Трудоемкость
н.час.
Часовая ставка,
руб
Основная ЗП Зосн, руб
Дополнитель-ная ЗП, руб
Премия, руб
Затраты на оплату труда, руб
1. Изготовление
датчиков
1 Изготовление ПП.
2.Лужение
3
0.4
0,43
0,2
366
2300
276
1030
3606
Продолжение таблицы 6
3. Формовка
4. Монтаж
5. Промывка
6.Испытание
7. Лакировка
Сборка и регулировка.
0,23
1,9
0,06
0,19
0,306
0,25
366
2300
276
1030
3606
Итого:
4
3.1.6 Расчет отчислений от заработной платы
Сумма отчислений в фонд социальной защиты населения определяется по формуле
ФСЗН=ЗОТ %ФСЗН/100, (45)
где ФСЗН — ставка отчислений в фонд социальной защиты населения, %.
ФСЗН=3606Ч35/100=1262 руб
Сумма единого налога ЕН, руб рассчитывается по формуле:
ЕН=ЗОТ %ЕН/100, (46)
где ЕН- ставка единого налога,%
ЕН=3606Ч4/100=180 руб
Общая сумма отчислений от заработной платы составит:
О=ФСЗН+ЕН, (47)
О=1262+180=1442 руб
3.1.7 Определение расходов на содержание и эксплуатацию оборудования
К расходам на содержание и эксплуатацию оборудования относятся затраты по содержанию, амортизации и текущему ремонту производственного подъемно-транспортного оборудования, цехового транспорта, рабочих мест, амортизация, износ и затраты на восстановление инструментов и приспособлений.
Сумма расходов на содержание и эксплуатацию оборудования исчисляется от основной зарплаты производственных рабочих
РСЭО=Зосн·%РСЭО/100, (48)
где %РСЭО — процент расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
РСЭО=2300·150/100=3450 руб
3.1.8 Определение общепроизводственных расходов
Общепроизводственные расходы включают в себя затраты по обслуживанию цехов и управлению ими; зарплата аппарату управления цехами; амортизацию и затраты по содержанию и текущему ремонту зданий, сооружений и инвентаря общецехового назначения; расходы на рационализацию и изобретательство; расходы на охрану труда и т.д.
Сумма общепроизводственных расходов исчисляется в виде процента от основной зарплаты производственных рабочих, по формуле
ОПР=Зосн·%ОПР/100, (49)
где %ОПР — процент общепроизводственных расходов, %.
ОПР=2300·95/100=2185 руб
3.1.9 Определение общехозяйственных расходов
К общехозяйственным расходам относятся затраты по общему управлению предприятием:
зарплата персонала заводоуправления; расходы на командировки; конторские, типографические, почтово-телеграфные и телефонные расходы; амортизация и текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря общезаводского назначения; расходы по охране предприятия и т.п.
Сумма общехозяйственных расходов исчисляется в виде процента от основной зарплаты производственных рабочих
ОХР=Зосн·%ОХР/100, (50)
где %ОХР- процент общехозяйственных расходов, %.
ОХР=2300·220/100=5060 руб
3.1.10 Определение коммерческих расходов
Коммерческие расходы включают расходы на производство или приобретение тары, упаковку, погрузку продукции и доставку ее к станции, рекламу, участие в выставках.
Коммерческие расходы рассчитываются по норме от производственной себестоимости (5%) по формуле
КР= Спр∙%КР, (51)
где Спр — производственная стоимость прибора, руб.;
КР — процент коммерческих расходов.
КР= 47326Ч5/100=1893 руб
3.1.11 Отчисления в инновационный фонд.
Отчисления в инновационный фонд рассчитываются по установленной норме от производственной себестоимости по формуле:
ОИФ=Спр %ОИФ, (52)
где %ОИФ — процент отчислений в инновационный фонд.
ОИФ=47326Ч0,25/100=118 руб
3.1.12 Калькуляция полной себестоимости прибора.
Калькуляция — документ, в котором отражаются затраты на производство и реализацию продукции.
Таблица 7- Калькуляция себестоимости прибора
№
Наименование статей и затрат
Сумма, руб
%
1
Сырьё и основные материалы
7113
14,4
2
Полуфабрикаты и комплектующие изделия
23850
48,3
3
Транспортно-заготовительные расходы
620
1,3
Итого: материальные затраты
31583
64
4
Основная заработная плата производственных рабочих
2300
4,8
5
Дополнительная заработная плата производственных рабочих
276
0,7
6
Премия производственным рабочим
1030
2
7
Отчисления в фонд социальной защиты населения (35%)
1262
2,6
8
Единый налог(4%)
180
0,4
9
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования
3450
7
10
Общепроизводственные расходы
2185
4,5
Итого: цеховая себестоимость
42266
86
11
Общехозяйственные расходы
5060
10,3
Итого: производственная себестоимость
47326
96,3
12
Коммерческие расходы
1893
3,5
13
Отчисления в инновационный фонд
118
0,2
Итого: полная себестоимость
49337
100
3.2 Ценообразование, планирование прибыли
Расчет цены прибора производится по методу ориентации на издержки производства.
Отпускная цена Цот, руб предприятия включает в себя полную себестоимость Псс, руб. прибыль предприятия П, руб налоги и отчисления в бюджетные и небюджетные фонды МФРФ,%.
Прибыль предприятия для включения в цену рассчитывается исходя из рентабельности продукции R, % по формуле
П=ПСС·R/100, (53)
где R— рентабельность продукции, % (25%),
П — прибыль на единицу продукции, руб,
ПСС — полная себестоимость единицы продукции, руб.
ПР=49337·25/100=12334 руб
Цена прибора Цпр, руб складывается из полной себестоимости ПСС, руб продукции и П, руб прибыли, определяется по формуле
Цпр=ПСС+П (54)
Цпр=49337+12334=61671 руб
В цену продукции включаются следующие налоги и отчисления:
-отчисления в местные и республиканский фонды, МФРФ=(3,9%) рассчитывается по формуле
, (55)
где Смф, рф — ставка отчислений в местные и республиканский фонды, %
руб
налог на добавленную стоимость (18%) рассчитывается по формуле
(56)
руб
-сумма всех налогов Н, руб определяется по формуле
Н = МФ(РФ)+НДС (57)
Н=2502+11550=14052 руб
Отпускная цена единицы прибора составит определяется по формуле
Цотп=Цпр+Н, (58)
Цотп=61671+14052=75723 руб
4 Мероприятия по технике безопасности и противопожарной
безопасности при проведении технического обслуживания и ремонта
4.1 Мероприятия по технике безопасности
К сборочно-монтажным работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и допущенные по состоянию здоровья, прошедшие обучение, стажировку и проверку знаний.
Рабочие, должны быть обеспечены спецодеждой — халат, шапочка или косынка из антистатической ткани с удельным поверхностным сопротивлением 107 Ом, средствами защиты от воздействия статического электричества, обувью на кожаной подошве, а также кремами и мазями для защиты кожи рук от вредного воздействия веществ, входящих в состав припоев и флюсов. Спецодежда должна своевременно подвергаться стирке и ремонту.
При проведении сборочно-монтажных работ разрешается применение припоев, флюсов и других химических веществ и материалов, прошедших государственную гигиеническую регламентацию и регистрацию. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в области рабочей зоны не должны превышаться.
Рабочие места оборудуются антистатическими браслетами или кольцами, подключёнными к шине заземления через резистор сопротивлением 1МОм±20% с помощью многожильного и прочного проводника.
На рабочих местах устанавливается заземление через резистор с сопротивлением 1 Ом±20%, металлический лист с размерами не менее 200Ч300 мм, на котором располагается инструмент, не имеющий питания от сети. Электропаяльники, ванны с припоем и другое оборудование, на котором может возникнуть статическое электричество должны быть заземлены через переходное сопротивление номиналом не более 5 Ом.
Материалы, используемые для выполнения монтажных работ, должны храниться на рабочем месте в небольшой герметичной таре. Для хранения на рабочем месте спирта, бензина, флюса необходимо пользоваться маленькими пузырьками с герметичной пробкой, имеющими надпись, информирующую о содержимом веществе.
Рабочее место должно быть освещено естественным и (или) искусственным освещением. Для предупреждения снижения уровня
освещённости систематически должна проводиться чистка светильников и стекол оконных проёмов в установленные сроки.
Монтажные работы должны производиться только при наличии местной вытяжной вентиляции. Вытяжные устройства должны обеспечивать удаление вредных химических веществ в непосредственной близости от места их образования. Конструкция и разводка вентиляционной системы должна обеспечивать возможность регулярной очистки воздуховодов от загрязнения припоями, флюсами.
Включать приборы, установки разрешено только в исправные розетки и штепсельные разъемы, и только исправными вилками. На вилках и розетках должно быть указано напряжение.
Лишний припой с жала паяльника удалять специальными салфетками.
Нагретый паяльник необходимо ставить на специальную подставку из несгораемого материала
Производить проверку нагрева паяльного стержня путем касания его припоя или канифоли /флюса/.
Личная гигиена при работе со свинцово-оловянными припоями:
— необходимо раздельно хранить рабочую и личную одежду;
— запрещается прием пищи, питьевой воды, курение в помещениях, где производить пайка;
— запрещается хранение личных вещей работника, пищи, воды в помещениях, где производиться пайка;
— запрещается вход в помещения для приёма пищи, столовые, буфеты в рабочей одежде;
— перед приёмом пищи обязательно мыть руки и полоскать рот.
Для предотвращения термических ожогов, и поражения электрическим током при проведении монтажно-сборочных работ запрещается:
— убирать излишки припоя встряхиванием,
— применять для соединения блоков и приборов провода с повреждённой изоляцией;
— производить пайку и установку деталей в оборудование, находящееся под напряжением;
— заменять предохранители во включенном оборудовании;
— производить работы по пайке или распайке узлов изделия на рабочих местах, не оборудованных принудительной вентиляцией;
— хранить материалы, заготовки, детали и другие изделия в необорудованных для этих целей местах (на подоконниках, батареях центрального отопления и др.).
По окончании монтажных работ:
-Обесточить и привести в порядок рабочее место. Убрать в специально отведенное место все материалы, детали, приспособления.
— произвести уборку рабочего места влажным способом (использование ЛВЖ при уборке запрещается),
-Снять рабочую одежду и средства индивидуальной защиты. Убрать их в специально отведенное место.
-Сообщить руководителю работ об окончании работ и о всех замеченных во время работы неисправностях и недостатках
-выполнить правила личной гигиены /12/
4.2 Мероприятия по противопожарной безопасности
Для предотвращения возникновения пожара на рабочем месте необходимо:
— использованные ветошь, тряпки и другие обтирочные материалы, горючие производственные отходы по мере их накопления убирать в металлические ящики с плотно закрывающимися крышками и по окончании смены удалять из производственных помещений;
— при случайном проливе легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) место разлива накрыть салфеткой и убрать в отведённое место;
-горючие материалы, используемые при пайке, хранить в специальной таре и как можно дальше от нагревающихся частей паяльника;
— сбор использованных салфеток от ЛВЖ и припоя производить раздельно;
Во избежание возникновения пожара на рабочем месте запрещается:
— хранить материалы в количестве, превышающем сменную потребность,
— оставлять по окончании работы неубранную готовую продукцию, тару и другие материалы, а также приборы под напряжением;
— работать на неисправном оборудовании, а также при неисправных или отключённых защитных приборах;
Во избежание пожара электрические паяльники и электрические обжигалки должны обеспечиваться специальными термостойкими диэлектрическими подставками.
Не пользоваться открытым огнём; курить только в специальных отведённых для этого местах. Не хранить на рабочих местах легковоспламеняющиеся и горючие жидкости.
Для обеспечения пожарной защиты участок, где производятся монтажно-сборочные операции, должен быть оборудован:
— пожарной сигнализацией и системой извещения о пожаре;
продолжение
--PAGE_BREAK--