Содержание
Введение 3
1Расчетно-теоретическая часть
1.1 Разработка схемыэлектрической структурной 5
1.2 Выбор элементнойбазы 6
1.3 Разработка схемыэлектрической принципиальной 7
1.4 Расчёт усилителяс электронным ключом 8
1.5 Расчет источникапитания 12
1.6 Расчет надежности
2 Конструкторско-технологическаячасть 21
2.1Описание конструкции универсального
регуляторауровня воды. 21
2.2 Виды и объемработ по техническому обслуживанию 22
2.3Методы поиска неисправностей и ремонт универсального
регулятора уровня воды 28
2.4Разработка руководства по эксплуатации 31
3 Экономическая часть 33
3.1 Расчетсебестоимости 33
3.2Ценообразование, планирование прибыли. 40
4 Мероприятия потехнике безопасности и противопожарной
безопасности припроведении технического обслуживания и ремонта 42
4.1 Мероприятия потехнике безопасности 42
4.2Мероприятия по противопожарной безопасности 44
5 Мероприятия поэкологической защите окружающей среды 46
Заключение 48
Список использованных источников 49
Приложение A — Руководство по эксплуатации БКДП.022005.000РЭ
Введение
Всовременном понимании регулятор — это устройство, осуществляющее взаимосвязьмежду положением органа управления и текущим состоянием объекта управления.Первый регулятор изобрел в египетской Александрии грек Хсибиос примерно втретьем веке до н.э. Это был поплавковый регулятор уровня для водяных часов.Водяные часы были известны еще Вавилонянам в 14 в. до н.э. и представляли изсебя сосуд с мерными делениями, из которого вытекала или капала вода, но приэтом скорость истечения жидкости изменялась по мере уменьшения столба воды всосуде. Хсибиос предложил настолько удачную конструкцию для поддержанияпостоянства уровня воды, что его регулятор устанавливался на водяные часы почти16 столетий. В 1781 г. шотландский инженер Дж.Уатт создал двигатель с вращающиммоментом на валу, на котором впервые был применен регулятор частоты вращения.Регулирование частоты вращения осуществлялось двумя сбалансированными на однойоси грузами, вращающимися синхронно с валом машины и соединенными с дроссельнойзаслонкой, перекрывающей проходное сечение парового патрубка. При увеличениичастоты вращения центробежные силы вращающихся шаров поднимали с помощью тягмуфту, соединенную с заслонкой, уменьшая проходное сечение паропровода искорость вращения двигателя.
Центробежныйрегулятор был известен задолго до Уатта и широко применялся на ветряныхмельницах для автоматической регулировки зазора между жерновами (моментасопротивления) в зависимости от ветрового напора, т.е. скорости вращениякрыльев мельницы.
В 1787г. Уатт адаптировал существующий центробежный регулятор под паровую машину,создав более совершенную конструкцию, названную для отличия от прототипа — регулятором Уатта. Особое место в истории техники регулятор Уатта занялблагодаря тому, что именно его конструкция легла в основу теории и практикирегуляторостроения, новой отрасли промышленности, повлекшей за собойформирование особой области знаний — «Теории автоматического управления ирегулирования», составляющей основу современных технологий управленияпромышленными системами.
За это время большихуспехов достигла отечественная микроэлектроника. Разрабатываются и выпускаютсявсе более сложные большие интегральные схемы(БИС), степень интеграции которыххарактеризуется сотнями тысяч транзисторов в полупроводниковом кристалле:микропроцессоры, контроллеры, микросхемы памяти, однокристальные микроЭВМ.Освоены новые технологические методы, значительно повышающие быстродействиемикросхем и снижающие уровень их энергопотребления. Находят все более широкоеприменение технологии программируемых структур, базовых матричных кристаллов,которые позволяют внедрять в практику систему заказов микросхем требуемогофункционального назначения при приемлемом уровне их стоимости и небольшихсроках разработки. Существенно расширена номенклатура цифровых, аналоговых ианалого-цифровых микросхем. Заметна тенденция совмещения в одной микросхемеаналоговых и цифровых функциональных узлов, а также узлов, реализующиханалоговые функции цифровыми методами.
Успехимикроэлектроники сделали возможным широкое применение в системахавтоматического регулирования нового поколения микросхем повышенного уровняинтеграции.
Микросхемы нашлиширокое применение и в регуляторе уровня воды, который способен автоматическиподдерживать уровень воды в емкостях любого объема и может быть использован приоткачивании грунтовых вод из подвалов и погребов, для заполненияводонагревательных баков и расширительных бачков систем водоснабжения иотопления. При этом регулятор уровня воды может работать как на заполнениеемкости водой, так и на ее откачивание. /1/,/2/
1Расчетно-теоретическая часть
1.1 Разработка схемы электрическойструктурной
Универсальныйрегулятор уровня воды представляет собой автоматическую систему регулированияуровня воды в емкостях любого объема. Устройство может работать как назаполнение так и на откачивание воды.
Для реализации такогоустройства необходимо чтобы при достижении заданного уровня срабатывал датчик ивырабатывал электрический сигнал удобный для дальнейшего преобразования. Длядостижения этой цели можно воспользоваться датчиками уровня которые реагируютна наличие воды и выдают в качестве сигнала управления изменение сопротивления.
Для управления иконтроля состояния датчиков можно использовать схему на основе дискретныхэлементов или цифровых микросхем. Схема на дискретных элементах менее надежна иобладает повышенным энергопотреблением. Схема на цифровых микросхемах болеенадежна, обладает низким энергопотреблением и не требует точной настройки. Приэтом в качестве выходного сигнала будет «1» или «0».
Для анализа схемыуправления и передачи управляющего сигнала необходимо использовать электронныйключ который будет менять свое состояние в зависимости от сигнала на выходесхемы управления.
В качестве источникауправляющего сигнала можно использовать генератор прямоугольных импульсов. Приэтом он может быть как на дискретных элементах так и на цифровых микросхемах.Наиболее целесообразно использовать генератор на цифровых микросхемах в видувысокой надежности, низким энергопотреблением и габаритами.
Управление нагрузкойможно осуществлять при помощи реле или полупроводниковых элементов. В данномслучае применение реле неоправданно в следствие больших габаритов и большойпотребляемой мощностью. В качестве управляющего элемента целесообразноиспользовать симистор достоинством которого является малые габариты и небольшаяпотребляемая мощность.
Для питанияустройства необходим блок питания с стабилизированным напряжением. Схемустабилизатора можно использовать на дискретных элементах и на микросхемах.Стабилизатор на дискретных элементах обладает большими габаритами и поэтомуиспользование его является нецелесообразным.
Таким образомразрабатываемое устройство регулирования воды состоит из следующих узлов.
-датчики уровня
-схема управления
-элемент «И»
-усилитель
-электронный ключ
-генераторпрямоугольных импульсов
-источник питания
Структурная схемаданного устройства представлена на чертеже (БКДП.022005.100Э1). /2/, /3/
1.2 Выбор элементнойбазы
Все микросхемы всхеме берем КМДП логики т.к. она обладает низким потреблением энергии.
Схему управлениястроим на микросхеме К561ТМ2, которая представляет собой D триггер сдинамическим управлением. Установка триггера по входам R и S принудительна,поэтому сигналы синхронизации С и информационного входа D не изменяют состояниетриггера на выходе во время действия сигналов R и S. Микросхема имеетследующие параметры: />, />, />, />, />, />.
Таблица1—Таблица истинности триггераС D R S
/>
/>
/> 1
/> 1 1
/> ×
/>
/> × × 1 1 × × 1 1 × × 1 1 - -
В качествелогических элементов используем микросхему К561ТЛ1 которая представляет собой два триггера Шмитта с логическим элементом 2И-НЕ на входе.Микросхема имеет следующие параметры: />,/>, />, />, />, />.
Элемент «И» строим наэлементе И-НЕ микросхемы К561ТЛ1
Так же в состав схемыуправления входят переключатели SA1, SA2, дискретные элементы: конденсаторов С1, С3,резисторах R1-R3, R5.
Усилитель строим транзистореКТ814А(Iк.max=1,5А, Uкэ.max=40В
Uбэ.нас=1.2, Uкэ.нас=0.6В,h21min=40)
Генераторпрямоугольных импульсов выполняем на микросхеме D триггера К561ТМ2,элементов RC цепи: С6, С7, R9, R10.
В качестве электронногоключа используем импульсный трансформатор ТИ228, который предназначен дляобеспечения определенных условий передачи мощности от непосредственногоисточника сигнала к выходному сигналу, резистор R13, конденсаторы С9 иС10, симистор TC112-16(Uзак.max=1200 В, Uу.от=3В, напряжение воткрытом состоянии Uотк=1,8 В, ток управления Iу.от=100mA, Iзкр=3 мА, Iотк.max=16А)
Блок питания строимна трансформаторе типа ТПП204 c последовательным соединением обмоток, диодноммосте и интегральном стабилизаторе напряжения КP1157ЕН12A (Uвых=12±0.24В,минимальное падение напряжение между входом и выходом 2В, Iпотр≤5mA, Uвх.макс≤35В, Iвых.макс=100мА, Pрас=1,3Вт)
В схеме примененыоксидно-электролитические конденсаторы типа К50-35 номинальным напряжением 25В,отклонением емкости от номинального значения ±20%, керамические монолитные конденсаторы К10-17б номинальным напряжением 50В и отклонением емкости отноминального значения ±20%, постоянные тонкопленочные резисторы С2-33Н номинальноймощностью 0.125Вт и 0.25Вт. /4/,/5/
1.3 Разработка схемыэлектрической принципиальной
В начальный момент времени конденсатор С1 находится в разряженномсостоянии и после подачи питания удерживает уровень логического 0 на время,достаточное для установки триггера DD2.2 в состояниелогической 1 на выводе 13 и логического 0 на выводе 12.
При нахождении переключателя SA2положении «закачать» «лог. 1» с вывода 13 DD2.2разрешит работу элемента DD1.2, тем самым пропускаясигнал с генератора прямоугольных импульсов на базу VT1.Транзистор, усиливая сигнал по мощности, наводит ЭДС в трансформаторе TV2.Переменное напряжение, наводимое в TV2, черезтокоограничивающий резистор подается на управляющий вывод симистора, тем самымоткрывая его и подавая напряжение питания на нагрузку.
Вода дойдя до нижнего датчика уровня, изменит уровень «лог. 1»на входе DD1. на значение «лог. 0». Пройдя через элементы DD1.3 и DD1.1,уровень «лог. 0» дважды инвертируется и на входе «S»элемента DD2.2 появляется логический 0. Верхний датчик уровня еще сухой, и навходе DD1.4 присутствует уровень «лог. 1», следовательно на входе «R» DD2.2присутствует «лог. 0», и триггер хранит полученную в момент предустановкиинформацию (вывод 13 – «лог. 1», выв. 12 – «лог. 0»).
Вода, дойдя до верхнего датчика уровня, подаст на вход DD1.4логический 0, на выходе сформируется логическая 1, которая переведет триггер DD2.2 всостояние установки 0. На выводе 13 DD2.2появится логический 0, запрещающий работу элемента DD1.2, и, соответственно,прекратит работу ключ на VT1, симистор закроется, инасос выключится. По мере расхода воды верхний датчик уровня откроется, и навходе DD1.4 установится «лог. 1». Соответственно, на входе «R» DD2.2появится «лог. 0», и триггер будет хранить записанную информацию. Вода,продолжая убывать, откроет нижний датчик уровня, на входе DD1.3 и навыходе DD1.1 появится «лог. 1», триггер установится в состояние 1, прикотором на выв. 13 поступает «лог. 1», на выв. 12 – «лог. 0», и насос снованачнет заполнять резервуар. Так циклы расхода и заполнения будут повторятьсяснова и снова.
Если переключатель SA2 находится в положении«Выкачать», то работа устройства изменится на противоположное, т.е. насос будет работать до тех пор, пока уровень воды не опустится ниже нижнегодатчика уровня, а «отдыхать» — пока вода не поднимется до верхнегодатчика уровня.
Кнопка SA1предназначена для принудительного включения/выключения нагрузки. Размыканиемее контактов на вход «С» триггера DD2.2подается «лог. 1», что приводит к записи информации, находящейся на входе«D», а т. к. он соединен со своим инверсным выходом,следовательно при каждом нажатии на SA1состояние триггера будет меняться на противоположное, соответственно включаяили выключая нагрузку. /2/
1.4 Расчет усилителя c электронным ключом
/>/>
Рисунок 1 – Усилитель сэлектронным ключом
Исходные данные:
напряжение питаниянагрузки U=220 В;
мощность нагрузкиР=800 Вт;
Параметры микросхемы DD1:
напряжение питания UП=12 В;
выходное напряжениелогического нуля U0вых=0,05В;
выходное напряжениелогической единицы U1вых=9,95 В;
выходной токлогического нуля и единицы Iвых0= Iвых1=1,3 мА.
1.4.1 Расчетэлектронного ключа
Определяем токнагрузки IН, А по формуле
/>, (1)
где — IH –ток нагрузки, А
P- мощностьпотребляемая нагрузкой, Вт
U- напряжение питающейсети, В
/> (А)
Определяемсопротивление нагрузки RH, Ом по формуле
/> (2)
/>
Т.к. в первый моментвремени после подачи напряжения в нагрузку возникают «пусковые» токипревышающие номинальный ток в 2-3 раза то необходимо подобрать симистор сноминальным током превышающим ток нагрузки минимум в 4 раза.
Выбираем симисторТС112-16 с параметрами:
максимальноенапряжение в закрытом состоянии Uзак.max=1200 В;
напряжение междууправляющим электродом и катодом Uу.от=3В;
напряжение в открытомсостоянии Uотк=1,8 В;
ток управления Iу.от=100mA
ток в закрытомсостоянии Iзкр=3 мА
максимальныйдопустимый ток в открытом состоянии Iотк.max=16А;
температура корпуса Тк=85˚С;
температура среды Тс=70˚С.
Рассчитаем площадьрадиатора S, см2,необходимого для охлаждения корпуса симистора по формуле (6) Для этогорассчитаем значение мощности Рзак, Вт, выделяемую симистором взакрытом состоянии и значение мощности Ротк, Вт выделяемуюсимистором в открытом состоянии. При этом учитываем, что максимальная мощностьбудет при максимальном напряжении питания, которое равно 220+10%.
/> (3)
/> (Вт)
/> (4)
/> (Вт)
Следовательно, чторасчёт площади радиатора следует вести для того случая, когда на симисторевыделяется больше энергии
Междукорпусом и радиатором также существует сопротивление, но в данном случае этимсопротивлением можно пренебречь и поэтому будем считать, что радиатор имееттакую же температуру, как и корпус.
/> (5)
/> (С/Вт)
/>, (6)
где RР.С., ˚С/Вт –сопротивление перехода радиатор – среда, определяемое по формуле (5).
/> (см2)
Такую суммарнуюплощадь должны иметь все грани радиатора.
Для гальваническойразвязки цепи питания нагрузки и транзистора выбираем импульсный трансформаторТИ228 с параметрами:
входной максимальныйток Iвх=60 мА;
входное максимальноенапряжение Uвх.max=60 В.
1.4.2 Расчетусилителя
Выберем в качествеключа транзистор КТ814А с параметрами
Iк.max=1,5А
Uкэ.max=40В
Uбэ.нас=1.2
Uкэ.нас=0.6В
h21min=40
Находим Iбн по формуле
Iбн=1.5×Iк/h21min (7)
Iбн=1.5×0.03Iк/40=0.0011(А)
Находим значениесопротивления R11
/>, (8)
где Uвых1 – напряжениелогической единицы на выходе микросхемы DD1, В
/>= 8100 (Ом)
Из стандартного рядаЕ24 выбираем сопротивление 8,2 кОм и определяем мощность рассеиваемую нарезисторе по формуле
/> (9)
/>
Выбираем стандартноезначение мощности равное 0,125 Вт.
1.4 Расчет источникапитания
1.4.1 Определениетока потребления
Определяем значениятоков потребляемых схемами от своих источников питания по формуле (10)
/>, (10)
где Iпотр –Ток потребляемыйсхемой, А
/>-суммарный токпотребляемый активными элементами, А
/> -суммарный токпротекающий через ограничительные, добавочные резисторы, А
IпотрDD1=2*10-5A
IпотрDD2=2*10-6A
IпотрТ2=30*10-3A
R5=22кОм
R1=R2=R7=100кОм
/>( А)
1.4.2 Расчетстабилизатора
Исходные данные
входное напряжение Uвх= 220 В 50Гц
напряжение питаниясхемы управления Uвых= 12 В
ток потребляемыйсхемой Iпотр= 0,03 А
допустимыепульсации – 0,15%;
/>
Рисунок 2—Источникпитания
С учётом значениятока нагрузки и напряжения нагрузки, из справочника подбираем стабилизаторКР1157ЕН12А с параметрами:
Таблица2 -Параметры стабилизатора КР1157ЕН12АВыходное 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 справочнымданным для выбранного стабилизатора необходимо применение на входе и выходеконденсаторы. 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 колебанийнапряжения сети +10%, -15% выбираем разницу между выходным и входнымнапряжением стабилизатора на 15% больше
/> (11)
/>
Тогда входноенапряжение стабилизатора
/>
Найдёммаксимальную мощность, которая выделяется стабилизатором, т.е. для случая, когданапряжение в сети максимально.
Uвх.max= Uвх.cт+0.1× Uвх.ст (12)
Uвх.max=14.3+0.1×14.3=15.73(В)
P=(Uвх.max-Uвых)×(Iпот.DA1+Iпот) (13)
P=(15.73-12)×(0.005+0.03)=0.13(Вт)
Т.к. расчетнаямощность меньше допустимой то радиатор для стабилизатора не требуется
1.4.3Расчет выпрямителя
Определяем переменноенапряжение Uвых.тр, которое должно быть на вторичной обмотке сетевоготрансформатора по формуле
Uвых.тр =B ×Uвх.ст, (14)
где Uвх.ст — постоянное напряжение на нагрузке, В;
В — коэффициент,зависящий от тока нагрузки (В=1,2)
Uвых.тр =1,2×14,3=17.6В
Согласно напряжения Uвых.три тока нагрузки выбираем трансформатор типа ТПП204 с последовательнымсоединением обмоток
По току нагрузкиопределяем максимальный ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста:
Iд = 0,5× С×Iн, (15)
где Iд — ток черездиод, А;
Iн — максимальный токнагрузки, А;
С — коэффициент, зависящийот тока нагрузки (С=2,4)
Iд=0,5 ×2,4×0,03=0,036 А
Подсчитываем обратноенапряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя
Uобр = 1,5 ×Uвх.ст, (16)
где Uобр — обратноенапряжение, В;
Uвх.ст — напряжение на нагрузке, В.
Uобр=1,5×16,7=25В
По значению токатекущего через диод и значению обратного напряжению приложенному к нему выбираем диоды типа КД206А
Определяем емкостьконденсатора фильтра:
/>, (17)
где Сф — емкостьконденсаторного фильтра, мкФ;
Uвх.ст — напряжение на нагрузке, В;
Kп — коэффициент пульсациивыпрямленного напряжения
/>(мкФ)
Выбираем в качествеС8 конденсатор К50-35-25В-470мкФ±10% /5/, /6/
1.6 Расчет надежности
Надежность– свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всехпараметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданныхрежимах и условиях применения, технического обслуживания, хранениятранспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое взависимости от назначения объекта и условий его применения может включатьбезотказность, долговечность, ремонтопригодность, и сохраняемость илиопределённые сочетания этих видов.
Безотказность– свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некотороговремени или наработки. Свойства проявляются как в период использования объектапо прямому назначению, так и в период его хранения и транспортировки.
Показателямибезотказной работы прибора могут служить вероятность безотказной работы исредняя наработка по отказу. В схеме блока можно выделить j-е количествоэлементов, отказ каждого из которых может привести к отказу всего устройства вцелом, отсюда условием безотказной работы устройства является отсутствиеотказов этих элементов. Для расчёта безотказной работы и средней наработки наотказ необходимо найти L, значениекоторойрассчитывается по формуле
/>, (18)
где nj – количествоэлементов j – группы, шт.;
li – интенсивностьотказа j – группы, 1/час;
аj – эксплуатационныйкоэффициент
Условияэксплуатации
— 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
Вероятностьбезотказной работы P(t) прибора в течениизаданного промежутка времени (t) определяется по формуле
/>, (19)
гдее – основание натурального логарифма 2,72;
Λ – интенсивность отказа прибора, 1/час
t – заданныйпромежуток времени, час
Дляконденсаторов, полупроводниковых приборов, микросхем, резисторов,эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj= b1×b2×b3×b4×b5 , (20)
где b1 b2 – 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.
Дляпечатных плат и датчиков эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj= b1×b2×b3×b4 , (21)
Длямест пайки эксплуатационный коэффициент определяется по формуле
aj= b6×b7×b8, (22)
где b6,b7 — коэффициент, учитывающий влияния механическихвоздействий на интенсивность отказов механических элементов
b8 – коэффициент,учитывающий влияние влажности воздуха на интенсивность отказов электрических имеханических приборов.
Поформулам 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 -a 22 =1,5 × 1,2 × 1 × 1 =1,8 ;
a23 = 5 × 2 × 1 =10;
Необходимыедля расчета суммарной интенсивности отказов данные сведены в таблицу 3.
Таблица3 – Данные по расчету суммарной интенсивности отказовНомер 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 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 0,3 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×li×ai
20,679×10-6 1/час
Продолжениетаблицы 3
Вероятностьбезотказной 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 строимграфик зависимости вероятности безотказной работы Р = f (t),приведенный на рисунке 3./>
P
/>/>
Рисунок3 – График зависимости вероятности безотказной работы Р=f(t)
Привероятности безотказной работы 0,8 наработка на отказ 10800 часов. /7/
2 Конструкторско-технологическаячасть
2.1 Описаниеконструкции универсального регулятора воды
2.1.1 Разработкаконструкции корпуса
Корпус устройствауниверсального регулятора воды выполнен из ударопрочного полистирола маркиУПМ-0508 методом литья под давлением. Он состоит из основания (позиция 16) икрышки (позиция 2). Корпус имеет следующие габаритные размеры: ширина-70мм,длинна-200мм, высота-120мм. Внутри корпуса универсального регулятора водыкрепится печатная плата (позиция 6) на установочные стойки (позиция 17) припомощи четырех шурупов. Так же внутри корпуса размещен сетевой трансформатор TV1 (позиция 10),который крепится при помощи крепежной скобы (позиция 11), симистор VS1 (позиция 7) нарадиаторе (позиция 8). На передней панели универсального регулятора водынаходятся кнопка принудительного включения или отключения нагрузки (позиция5), тумблер выбора режимов работы (позиция 3) и два светодиодных индикаторасостояния прибора. (позиция 4). На нижнем торце расположены разъемы дляподключения нагрузки и датчиков (позиция 13). Разъемы крепятся к корпусу припомощи винтов М3 с гайками. На правой стенке расположен шнур питания (позиция12), тумблер «СЕТЬ» (позиция 10) и держатель предохранителя. Монтаж приборапроизводится с помощью ушей крепления расположенных на задней стенке (позиция15). /9/
2.1.2 Описаниепечатной платы универсального регулятора воды
Печатная платауниверсального регулятора воды конструктивно выполнена в виде одностороннейпечатной платы (ПП). Габариты разведенной платы равны 100´100 мм.
Вкачестве материала печатной платы используется фольгированный стеклотекстолитСФ1-35-1 ГОСТ 10316-78.
Послеопределения рисунка связей между компонентами ПП рассчитываем требуемую ширинупечатных проводников b, по которым протекает максимальный ток. Такимипроводниками являются проводники шин питания и земли.
Ширинупечатных проводников b, мм определяем по формуле
b = Imax/ D · h, (23)
где Imax-максимальный ток, протекающий в печатном проводнике, А;
D — допустимаятоковая нагрузка печатного проводника, А/мм2;
h — толщина печатного проводника, мм.
Изпункта 1.5.3 принимаем ток протекающий по цепям питания 0,03 А.
СогласноГОСТ 23751-86 допустимая токовая нагрузка D на элементы проводящего рисунка взависимости от допустимого превышения температуры окружающей среды для фольгисоставляет 100…250 А/мм2. Выбираем максимальное значение 250 А/мм2.Толщина фольги стеклотекстолита СФ-2-35 составляет 35 мкм.
Определяемширину проводников b мм, шины питания +12 В по формуле (23)
b = 0.03/250·35·10-3=0,003мм
Ширинупроводников равную рассчитанным значениям, технологически трудно реализовать,поэтому её необходимо выбрать равной ближайшему технологически возможномузначению. Согласно ГОСТ 23751-86 и с учетом возможностей производства ближайшеезначение ширины проводника ПП составляет 0,15мм. Однако для того, чтобы свестик минимуму влияние наводок и помех на работу устройства, необходимо шиныпитания и земли выполнить как можно шире. Поэтому выбираем ширину проводниковшины питания и земли равной 1 мм. Поскольку в остальных проводниках схемы токизначительно меньше, то ширину этих проводников выбираем равной 0,3 мм.
Формирование рисункапечатного монтажа выполняется травлением меди в растворе хлорного железа,Растворы на основе хлорного железа отличаются высокой и равномерной скоростьютравления, малыми боковыми подтравлениями, высокой точностью получаемыхконтуров, незначительным содержанием токсичных веществ и экономичностью. /9/
2.2 Виды и объемыработ по техническому обслуживанию
2.2.1 Анализнадежности
Универсальныйрегулятор уровня воды состоит из следующих основных узлов: датчики уровня ссхемой управления (1), элемент «И», усилитель и электронный ключ (2),генератора прямоугольных импульсов (3), блока питания (4).
Проведеманализ надежности по группам элементов, с целью выявления самых ненадёжныхблоков схемы. Деление элементов на группы производим согласно рисунку
Интенсивностьотказов датчиков уровня с схемой управления определяется по формуле
l1 =lдт+lDD3 + lDD2 +lR1-R7 +lC1-C4+lSA1,SA2+lVD1,VD2+lМЕСТА ПАЙКИ , (24)
Интенсивностьотказов электроннго ключа с схемой согласования с нагрузкой определяется поформуле
l2 = lDD1 +lR11-R13, R15+lVS1+lVT1+lC9,C10+lT2+lVD10+lгнезда +lМЕСТА ПАЙКИ (25)
Интенсивностьотказов генератора прямоугольных импульсов определяется по формуле
l3 = lDD2 + lR8-R10 +lC6-C7+lVD3, VD4 +lМЕСТА ПАЙКИ , (26)
Интенсивностьотказов 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)×10-6 = 3,154×10-6 (1/час)
l2=(0,45+0,2+0,95+0,6+0.1+0,13+0,7+2,1+0.116)×10-6=5,396×10-6 (1/час)
l3 = (0,45+0,15+0,1+0,4+0,08)×10-6 = 1,18×10-6 (1/час)
l4 = (0,45+0,5+0,1+2,7+0,9+0,5+0,088)×10-6 = 5,238×10-6 (1/час)
ПринявP(t) заказчика 0,8 длякаждого из блоков схемы определяем время tкр, час по формуле
Tкр= ln(P(t))/- lI, (28)
гдеli — интенсивностьотказов i-го блока, 1/час
tкр1= ln (0,8)/3,154×10-6=70749,4 (ч)
tкр2= ln (0,8)/5,396×10-6=41353,5 (ч)
tкр3= ln (0,8)/1,18×10-6=189104,7 (ч)
tкр4= ln (0,8)/5,238×10-6=42600,9 (ч)
По результатамрасчетов строим график зависимости
/>
Рисунок 4—Графикинадежности блоков схемы
Как видно из рисунка4 наиболее ненадежными блоками из всей структурной схемы являются электронныйключ и схема согласования с нагрузкой (на графике блок 2), так как в них входятсиловые элементы, трансформатор и разъемные соединения – являющихся наименеенадежными.
Таккак технический ресурс значительно меньше приведенных значений tкр,то это указывает на высокие эксплуатационные характеристики отдельных блоков,следовательно, tкр для универсального регулятора воды увеличиваетсядо минимального из значений tкрi отдельных блоков, вданном случае это второй блок и составляет, tкр= 41000 часов.
Определимвремя поиска неисправностей в каждом из блоков. Для этого примем времяизмерения в первом блоке 2 минуты, во втором 5 минут, в третьем 1 минуты, вчетвертом 2 минуты
Длясокращения 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
Согласнорасчетам, первое измерение производим на выходе элемента 4. Если сигнал на выходеэтого элемента удовлетворяет требованиям, то переходим к измерению остальныхэлементов в следующей последовательности: второе измерение – блок 1; третьеизмерение – блоки 3; четвертое измерение – блок 2.
/>
Рисунок 5
Дляаналитического процесса поиска неисправностей, как правило, применяют егографическое изображение в виде программы поиска неисправностей. Условноеобозначение элемента производят в виде прямоугольника, а измерение в виде кругас номерами элементов за которыми производятся измерения. Тогда программа поисканеисправности будет представлена ветвящейся схемой, состоящей из кружков сдвумя выходами, обозначающих результат измерения (есть нужный сигнал или нет –«да» «нет» соответственно) и оканчивающейся прямоугольниками, обозначающиминеисправный элемент.
/>
Рисунок6 — Программа поиска неисправности изделия.
Определяемвремя 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
Дляобеспечения допустимой величины вероятности безотказной работы Р(t)=0,8 определимнекоторые эксплуатационные показатели.
Параметрпотока отказов ω, 1/ч определяется по формуле
/>, (30)
/> (1/ч)
Периодичностьпроведения регламентных работ tРР, ч определяется по формуле
/>, (31)
/> (ч)
Вычислимоптимальный период выполнения регламентных работ ТР опт, ч поформуле
/>, (32)
где Тпр – среднее время выполнения одной профилактики (Тпр=1,5ч.)
ΛПО– интенсивность постепенных отказов изделия, обнаруживаемых во время выполнениятехобслуживания, 1/ч.
Интенсивностьпостепенных отказов ΛПО, 1/ч. рассчитываем по формуле
/>, (33)
/> (1/ч)
/> (ч)
Однимиз важнейших показателей эксплуатационных свойств изделия является коэффициенттехнического использования КТИ. Он показывает какая, доля от всеговремени эксплуатации изделия приходится на время его работы. КТИ рассчитываетсяпо формуле
/> , (34)
где tп--время пребыванияизделия в исправном состоянии, независимо от того работало оно или находилось вожидании;
tТО — общее время,затрачиваемое на техническое обслуживание (без восстановления);
tв — общее время,затрачиваемое на восстановление (устранение неисправности);
Согласнообщего расчета надежности, проведенного в пункте 1.6, принимаем время tП равным 10000 часам,а время tТО согласно формулы равным 311 ч. Общее время tВ принимаем равным 1,4 часам. Тогда:
КТИ=/>
Вкачестве основного критерия оценки эксплуатационных свойств изделия служиткоэффициент простоя изделия Кп. Рассчитываем данный показатель поформуле
/>, (35)
/>
Рассчитанноезначение КП является показателем высоких эксплуатационных свойств универсальногорегулятора воды
Определяемпоказатели ремонта: G-функцияраспределения ремонта, G/ — закон распределения ремонта по формулам
/> (36)
/>=0,7
/> (37)
/>=0,24
2.2.2 Выбор стратегиитехнического обслуживания
Из расчёта надёжностиотдельно взятых блоков вытекает, что средняя наработка наиболее ненадёжныхблоков составляет 41000 часов. Поэтому целесообразно установить техническоеобслуживание по наработке, заключающееся в проведении мероприятий потехническому обслуживанию после выработки универсальным регулятором воды определённогоколичества часов. Выбор такого вида ТО обоснован тем, что вероятность выхода изстроя какого-либо блока очень мала. Такое ТО является более целесообразным посодержанию работ, сокращаются затраты времени и средств на обслуживание. Вовремя эксплуатации необходимо проводить оперативное техническое обслуживание,которое включает в себя очистку поверхности от загрязнения и пыли, проверкудатчиков и их зачистку, проверку целостности корпуса на отсутствие царапин исколов, проверку крепления элементов коммутации и осмотр кабелей и шнуроввнешних подключений. /10/
2.3 Методы поиска неисправностей и ремонт универсальногорегулятора уровня воды
В случае отказанадёжность восстанавливается путём проведения ремонтных работ. Следуетустановить причину отказа и найти отказавший элемент. Для того чтобы найтипричину неисправности, необходимо четко представлять принцип работы изделия, изучить его принципиальную электрическуюсхему, знать факторы, от которых зависят основные параметры, и правильноустановить направление неисправности.
Существуют следующиеметоды поиска неисправностей 1) внешний осмотр без разборки, 2) внутреннийосмотр, 3) измерение параметров по постоянному и переменному напряжению.
Визуальный осмотр — проводятперед и после использования по назначению, а также после транспортирования, приэтом 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 себяосмотр состояния монтажа, соединительных проводов, плат, элементов.
Измерение параметровпо постоянному и переменному — производятся с помощью портативной илиавтоматизированной встроенной контрольно-измерительной аппаратуры, а такжеспециальных измерительных устройств, систем автоматического контроля. Измеренияпроводятся в: контрольных точках питающих цепей, промежуточных и выходныхсигнальных точках.
Сначала проводитьсявнешний осмотр корпуса универсального регулятора воды. Проверяется надежностьсоединения в разъемах, крепление кнопок к корпусу.
Послетого, как убедились, что отказ вызван внутренними неполадками, необходимоприступить к локализации места неисправности и устранению неисправности, то есть квнутреннему осмотру. Проверяется внутренний монтаж на обрыв. Проводавнутреннего монтажа не должны иметь нагара, оголённых участков проводника илиоплавленных участков изоляции. В обратном случае следует установить причинупоявления нагара или оплавки изоляции и заменить проводник новым. Также следуетпроверить другие элементов, монтируемые на корпусе. Они не должны: иметь следовгрязи и ржавчины; иметь видимые механических повреждений. После этогоприступаем к осмотру печатной платы. Наиболеехарактерными визуально-различными дефектами радиоэлементов являются: потемнениеили обгорание покрытия резисторов, обрывы выводов конденсаторов, резисторов,микросхем, нарушение контактов в местах пайки, выпучивание корпусов микросхем,конденсаторов. Во всех перечисленных случаях элемент с приведенными признакамиследует заменить исправным. Осмотр печатной платы позволяет выявить плохуюпайку, разрывы и микротрещины в печатных проводниках. Пайки должны иметьглянцевую гладкую поверхность, без каких либо посторонних включений и подтеков.
Далеепроизводят проверку электрических параметров ЭРЭ в соответствии с допустимымизначениями. В первую очередь производят проверку по напряжению. В случаевыявления несоответствия производят замену неисправного элемента. Поиск типовыхнеисправностей, которые ремонтник не в состоянии обнаружить самостоятельно,производиться в соответствии с таблицей.
К ремонтным работамдопускаются лица, соответствующей квалификации, изучившие технику безопасностии противопожарную безопасности согласно пункту 4.
По программе поисканеисправностей разработан перечень возможных неисправностей и методы ихустранения.
Таблица 4–Переченьвозможных неисправностей и методы их устраненияВозможная 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.
2.4Разработка руководства по эксплуатации
В данном пунктеразрабатывается руководство по эксплуатации универсального регулятора уровняводы БКДП.022005.100 РЭ на основании ГОСТ 2.6119-97 «Эксплуатационные документы».Руководство по эксплуатации представлено в приложении А, в состав котороговходят следующие разделы:
2.4.1 Общие указания
Согласно пункту 1технического задания БКДП.022005.000 ТЗ.
2.4.2 Техническиехарактеристики
Согласно пункту 4технического задания БКДП.022005.000 ТЗ
2.4.3 Комплектность
В данном разделедолжно указываться наименование изделия и комплекта ЗИП, которые входят всостав изделия, и их количество.
2.4.4 Требованиябезопасности
Согласно пункту 4пояснительной записки БКДП.022005.000 ПЗ
2.4.5 Устройствоприбора
Согласно пункта 1.3пояснительной записки.
2.4.6 Подготовка кработе
В данном разделеописываются общие указания по вводу устройства в эксплуатацию.
2.4.7 Порядок работы
Описание действий припроведении технического обслуживания и ремонта прибора.
2.4.8 Техническоеобслуживание
В данном разделеруководства по эксплуатации приведены рекомендации по осмотру прибора и уходуза ним, периодичность работ по техническому обслуживанию согласно пункта 2.2.3пояснительной записки.
2.4.9 Правилахранения
В данном разделеруководства по эксплуатации приведены правила хранения прибора.
2.4.10 Возможныенеисправности и методы их устранения
Согласно пункту 2.3пояснительной записки БКДП.022005.000 ПЗ
2.4.11 Свидетельствоо приемке и продаже
2.4.12 Гарантииизготовителя
В этом разделеприводится продолжительность гарантийного срока эксплуатации в случае выявлениянедостатков в течении этого срока.
3 Экономическая часть
3.1 Расчет себестоимости универсального регулятораводы
Наиболее точные расчеты по себестоимостипроизводства и реализации единицы продукции обеспечивает расчетно-аналитическийметод. В основе применения данного метода лежит использования системы норм инормативов расхода тех или иных ресурсов с учетом калькуляционных статейсебестоимости.
3.1.1 Определение стоимости сырья и основныхматериалов
Стоимость сырья и основных материалов См,руб определяется по формуле
См=еHрасi·Цi, (38)
где Hрасi — норма расхода i-говида материала, кг;
Цi — цена за килограмм i-говида материала, руб.
Таблица 5- Стоимостьсырья и основных материаловНаименование 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 Определениестоимости покупных полуфабрикатов и комплектующих изделий;
Стоимость покупныхполуфабрикатов или комплектующих изделий Спк, руб. определяют поформуле
Спкi=еNпкj ·Цпкj , (39)
где Nпкj — количество покупныхизделий j-ого вида, шт;
Цпкj — ценаj-ого покупного изделия за штуку, руб.
Таблица 5-Расчетстоимости покупных изделий и полуфабрикатовНаименование 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-заготовительныерасходы.
Транспортно-заготовительныерасходы Стз, руб. связаны с доставкой сырья, материалов и запасныхчастей на предприятие и рассчитывается по норме от стоимости сырья и материаловпо формуле
Стз= ((См+Спк)∙Нтз)/100, (40)
где Нтз-норматранспортно-заготовительных расходов, %
Стз=((7113+23850)∙2)/100=620руб
3.1.4 Расчет основнойзарплаты производственных рабочих
Заработная платаосновных производственных рабочих, приходящаяся на единицу прибора, включает:
-прямую заработнуюплату, рассчитанную по сдельным расценкам;
-дополнительнуюзаработную плату (в % от прямой);
-премию (в % от суммыпрямой и дополнительной).
Основная заработнаяплата 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 Расчетдополнительной зарплаты производственных рабочих и премии
К дополнительнойзарплате относятся: оплата очередных отпусков, оплата времени, связанного свыполнением государственных обязанностей, оплата льготных часов подросткам идр.;
Дополнительнаязарплата производственных рабочих исчисляется в виде процента от основнойзарплаты.
Здоп=(Зосн×%Здоп)/100, (42)
где Здоп-процент дополнительной зарплаты от основной, %.
Здоп=(2300×12)/100=276 руб.
Премия рассчитываетсяот суммы основной и дополнительной заработной платы и рассчитывается по формуле
Пр =(Зосн +∙Здоп) %Пр/100%, (43)
где Зосн – основнаязаработная плата, руб;
Пр- размерпремии, %.
Пр= 2576∙40/100=1030 руб.
Затраты на оплатутруда 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 Расчетотчислений от заработной платы
Сумма отчислений вфонд социальной защиты населения определяется по формуле
ФСЗН=ЗОТ %ФСЗН/100, (45)
где ФСЗН — ставкаотчислений в фонд социальной защиты населения, %.
ФСЗН=3606×35/100=1262руб
Сумма единого налогаЕН, руб рассчитывается по формуле:
ЕН=ЗОТ %ЕН/100, (46)
где ЕН- ставкаединого налога,%
ЕН=3606×4/100=180руб
Общая суммаотчислений от заработной платы составит:
О=ФСЗН+ЕН, (47)
О=1262+180=1442 руб
3.1.7 Определениерасходов на содержание и эксплуатацию оборудования
К расходам насодержание и эксплуатацию оборудования относятся затраты по содержанию, амортизациии текущему ремонту производственного подъемно-транспортного оборудования,цехового транспорта, рабочих мест, амортизация, износ и затраты навосстановление инструментов и приспособлений.
Сумма расходов насодержание и эксплуатацию оборудования исчисляется от основной зарплатыпроизводственных рабочих
РСЭО=Зосн·%РСЭО/100, (48)
где %РСЭО — процентрасходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
РСЭО=2300·150/100=3450 руб
3.1.8 Определениеобщепроизводственных расходов
Общепроизводственныерасходы включают в себя затраты по обслуживанию цехов и управлению ими;зарплата аппарату управления цехами; амортизацию и затраты по содержанию итекущему ремонту зданий, сооружений и инвентаря общецехового назначения;расходы на рационализацию и изобретательство; расходы на охрану труда и т.д.
Суммаобщепроизводственных расходов исчисляется в виде процента от основной зарплатыпроизводственных рабочих, по формуле
ОПР=Зосн·%ОПР/100, (49)
где %ОПР — процентобщепроизводственных расходов, %.
ОПР=2300·95/100=2185 руб
3.1.9 Определениеобщехозяйственных расходов
К общехозяйственнымрасходам относятся затраты по общему управлению предприятием:
зарплата персоналазаводоуправления; расходы на командировки; конторские, типографические,почтово-телеграфные и телефонные расходы; амортизация и текущий ремонт зданий,сооружений и инвентаря общезаводского назначения; расходы по охране предприятияи т.п.
Суммаобщехозяйственных расходов исчисляется в виде процента от основной зарплатыпроизводственных рабочих
ОХР=Зосн·%ОХР/100, (50)
где %ОХР- процентобщехозяйственных расходов, %.
ОХР=2300·220/100=5060руб
3.1.10 Определениекоммерческих расходов
Коммерческие расходывключают расходы на производство или приобретение тары, упаковку, погрузкупродукции и доставку ее к станции, рекламу, участие в выставках.
Коммерческие расходырассчитываются по норме от производственной себестоимости (5%) по формуле
КР= Спр∙%КР, (51)
где Спр — производственная стоимость прибора, руб.;
КР — проценткоммерческих расходов.
КР=47326×5/100=1893 руб
3.1.11 Отчисления винновационный фонд.
Отчисления винновационный фонд рассчитываются по установленной норме от производственнойсебестоимости по формуле:
ОИФ=Спр %ОИФ, (52)
где %ОИФ — процентотчислений в инновационный фонд.
ОИФ=47326×0,25/100=118руб
3.1.12 Калькуляцияполной 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 приборапроизводится по методу ориентации на издержки производства.
Отпускная цена Цот,руб предприятия включает в себя полную себестоимость Псс, руб. прибыльпредприятия П, руб налоги и отчисления в бюджетные и небюджетные фонды МФРФ,%.
Прибыль предприятиядля включения в цену рассчитывается исходя из рентабельности продукции R, % по формуле
П=ПСС·R/100, (53)
где R — рентабельностьпродукции, % (25%),
П — прибыль наединицу продукции, руб,
ПСС — полнаясебестоимость единицы продукции, руб.
ПР=49337·25/100=12334руб
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=61671руб
В цену продукциивключаются следующие налоги и отчисления:
-отчисления в местныеи республиканский фонды, МФРФ=(3,9%) рассчитывается по формуле
/>, (55)
где Смф, рф-ставка отчислений в местные и республиканский фонды, %
/> руб
налог на добавленнуюстоимость (18%) рассчитывается по формуле
/> (56)
/> руб
-сумма всех налоговН, руб определяется по формуле
Н = МФ(РФ)+НДС (57)
Н=2502+11550=14052 руб
Отпускная ценаединицы прибора составит определяется по формуле
Цотп=Цпр+Н, (58)
Цотп=61671+14052=75723руб
4 Мероприятия потехнике безопасности и противопожарной
безопасности при проведении техническогообслуживания и ремонта
4.1 Мероприятия потехнике безопасности
Ксборочно-монтажным работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшиемедицинское освидетельствование и допущенные по состоянию здоровья, прошедшие обучение, стажировку и проверку знаний.
Рабочие, должны бытьобеспечены спецодеждой — халат, шапочка или косынка из антистатической ткани судельным поверхностным сопротивлением 107 Ом, средствами защиты отвоздействия статического электричества, обувью на кожаной подошве, а такжекремами и мазями для защиты кожи рук от вредного воздействия веществ, входящихв состав припоев и флюсов. Спецодежда должна своевременно подвергаться стирке иремонту.
При проведениисборочно-монтажных работ разрешается применение припоев, флюсов и другиххимических веществ и материалов, прошедших государственную гигиеническуюрегламентацию и регистрацию. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредныхвеществ в области рабочей зоны не должны превышаться.
Рабочие местаоборудуются антистатическими браслетами или кольцами, подключёнными к шинезаземления через резистор сопротивлением 1МОм±20% с помощью многожильного ипрочного проводника.
На рабочих местахустанавливается заземление через резистор с сопротивлением 1 Ом±20%,металлический лист с размерами не менее 200×300 мм, на которомрасполагается инструмент, не имеющий питания от сети. Электропаяльники, ванны сприпоем и другое оборудование, на котором может возникнуть статическоеэлектричество должны быть заземлены через переходное сопротивление номиналом неболее 5 Ом.
Материалы,используемые для выполнения монтажных работ, должны храниться на рабочем местев небольшой герметичной таре. Для хранения на рабочем месте спирта, бензина,флюса необходимо пользоваться маленькими пузырьками с герметичной пробкой,имеющими надпись, информирующую о содержимом веществе.
Рабочееместо должно быть освещено естественным и (или) искусственным освещением. Дляпредупреждения снижения уровня
освещённости систематически должнапроводиться чистка светильников и стекол оконных проёмов в установленные сроки.
Монтажные работыдолжны производиться только при наличии местной вытяжной вентиляции. Вытяжныеустройства должны обеспечивать удаление вредных химических веществ внепосредственной близости от места их образования. Конструкция и разводкавентиляционной системы должна обеспечивать возможность регулярной очисткивоздуховодов от загрязнения припоями, флюсами.
Включать приборы,установки разрешено только в исправные розетки и штепсельные разъемы, и толькоисправными вилками. На вилках и розетках должно быть указано напряжение.
Лишний припой с жалапаяльника удалять специальными салфетками.
Нагретый паяльникнеобходимо ставить на специальную подставку из несгораемого материала
Производить проверкунагрева паяльного стержня путем касания его припоя или канифоли /флюса/.
Личная гигиена приработе со свинцово-оловянными припоями:
— необходимо раздельнохранить рабочую и личную одежду;
— запрещается приемпищи, питьевой воды, курение в помещениях, где производить пайка;
— запрещаетсяхранение личных вещей работника, пищи, воды в помещениях, где производитьсяпайка;
— запрещается вход впомещения для приёма пищи, столовые, буфеты в рабочей одежде;
— перед приёмом пищиобязательно мыть руки и полоскать рот.
Для предотвращениятермических ожогов, и поражения электрическим током при проведениимонтажно-сборочных работ запрещается:
— убирать излишки припоявстряхиванием,
— применять длясоединения блоков и приборов провода с повреждённой изоляцией;
— производить пайку иустановку деталей в оборудование, находящееся под напряжением;
— заменятьпредохранители во включенном оборудовании;
— производить работыпо пайке или распайке узлов изделия на рабочих местах, не оборудованныхпринудительной вентиляцией;
— хранить материалы,заготовки, детали и другие изделия в необорудованных для этих целей местах (наподоконниках, батареях центрального отопления и др.).
Поокончании монтажных работ:
-Обесточитьи привести в порядок рабочее место. Убрать в специально отведенное место всематериалы, детали, приспособления.
— произвести уборку рабочего места влажным способом (использование ЛВЖ при уборкезапрещается),
-Снятьрабочую одежду и средства индивидуальной защиты. Убрать их в специальноотведенное место.
-Сообщитьруководителю работ об окончании работ и о всех замеченных во время работынеисправностях и недостатках
-выполнитьправила личной гигиены /12/
4.2 Мероприятия попротивопожарной безопасности
Для предотвращениявозникновения пожара на рабочем месте необходимо:
— использованныеветошь, тряпки и другие обтирочные материалы, горючие производственные отходыпо мере их накопления убирать в металлические ящики с плотно закрывающимисякрышками и по окончании смены удалять из производственных помещений;
— при случайномпроливе легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) место разлива накрыть салфеткой иубрать в отведённое место;
-горючие материалы,используемые при пайке, хранить в специальной таре и как можно дальше отнагревающихся частей паяльника;
— сбор использованныхсалфеток от ЛВЖ и припоя производить раздельно;
Во избежаниевозникновения пожара на рабочем месте запрещается:
— хранить материалы вколичестве, превышающем сменную потребность,
— оставлять поокончании работы неубранную готовую продукцию, тару и другие материалы, а такжеприборы под напряжением;
— работать нанеисправном оборудовании, а также при неисправных или отключённых защитныхприборах;
Во избежание пожараэлектрические паяльники и электрические обжигалки должны обеспечиватьсяспециальными термостойкими диэлектрическими подставками.
Не пользоватьсяоткрытым огнём; курить только в специальных отведённых для этого местах. Нехранить на рабочих местах легковоспламеняющиеся и горючие жидкости.
Для обеспеченияпожарной защиты участок, где производятся монтажно-сборочные операции, долженбыть оборудован:
— пожарнойсигнализацией и системой извещения о пожаре;
-Огнетушителемпорошковым.Предназначен для тушения пожаров и загораний нефтепродуктов,ЛВЖ и ГЖ, растворителей, твердых веществ, а также электроустановок поднапряжением до 1000В. (ОПУ-5)
-Огнетушителем углекислотным.Предназначены для тушения различных веществ и материаловна небольших площадях, двигателей внутреннего сгорания, горючих жидкостей,электроустановок под напряжением до 1000 В. Запрещается тушить материалы,горение которых происходит без доступа воздуха, а также щелочные металлы (ОУ-2)
— в непосредственнойблизости от места работ пожарным гидрантом,
— противопожарнымищитами, (для указания местонахождения первичных средств пожаротушенияиспользовать знаки по ГОСТ 12.4.026-80 ССБТ «Цвета сигнальные и знакибезопасности».), для размещения первичных средств пожаротушения.
— запасными пожарнымивыходами и лестницами;
— средствамииндивидуальной защиты;
Действия работников приобнаружении пожара.
Рабочий обязан:
— немедленно сообщитьоб этом в пожарную службу (при этом чётко назвать адрес учреждения, местопожара, свою должность и фамилию, а также сообщить о наличии в здании людей);
— задействоватьсистему оповещения о пожаре.
Мастер обязан:
— принять меры поэвакуации людей;
— известить о пожареруководство;
— организоватьвстречу пожарного подразделения;
— принять меры поликвидации пожара имеющимися средствами.
Руководители и другиедолжностные лица обязаны:
— проверить сообщеноли в пожарную службу о возникновении пожара;
— организоватьэвакуацию людей, принять меры по предотвращению паники;
— выделитьнеобходимое количество людей для обеспечения контроля и сопровожденияэвакуирующихся;
— удалить из опаснойзоны всех работников и других лиц, не занятых в эвакуации людей и тушениипожара;
— прекратить всеработы не связанные с эвакуацией людей и тушением пожара;
— организоватьотключение отопления, газо- и электроснабжения технологического оборудования,систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
— организоватьэвакуацию материальных ценностей. /12/
5 Мероприятия поэкологической защите окружающей среды
В настоящее время окружающей среды сталаодной их самых острых и актуальных проблем современности. В нашей стране
охрана окружающей среды (ООС) является долгомкаждого предприятия. Для этого на предприятиях создаются экологические службы,предназначенные для контроля за технологией, которая применяется напредприятии. Также составляются графики по контролю проб, выбросов в атмосферу,сбросов в канализацию, которые утверждаются государственной инспекцией.
Наиболее эффективной формой защиты природнойсреды от выбросов промышленных предприятий является разработкаи внедрение безотходных и малоотходныхтехнологических процессов.
К настоящему времени определились четыре основных направления в создании безотходных технологических процессов:
-разработка бессточных технологическихсистем и циклов;
-переработка отходов производства ипотребления;
-разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, исключающих образование основногоколичества отходов;
-создание территориально-промышленныхкомплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутрикомплекса.
Так же существует проблема сточных вод
Имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных сточныхвод, среди них следующие:
• разработка и внедрение безводных технологических процессов
• усовершенствование существующих процессов
• разработка и внедрение совершенного оборудования
• внедрение аппаратов воздушного охлаждения
• повторное использование очищенных сточных вод в оборотных изамкнутых системах
Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязненияими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства.
Под замкнутой системой водного хозяйства промышленного предприятияпонимается система, в которой вода используется в производстве многократно безочистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких либоотходов и сброс сточных вод в водоем.
Необходимость создания замкнутой системы производственноговодоснабжения обусловлена:
1.Дефицитом воды.
2.Исчерпанием ассимилирующей разбавляющей и самоочищающей спорностиводного объекта, принимающего сточные воды экономическими преимуществами передочисткой сточных вод до требований, предъявляемых водоохранным контролем.
Таким образом, организация замкнутой системы целесообразна, когдазатраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из сточной воды и переработанныхдо товарного продукта или вторичного сырья, ниже суммарных затрат наводоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать еев водные объекты без загрязненных последствий.
Для очистки сточных вод отметаллов и их солей применяется следующие методы: реагентные, ионообменные,сорбционные, электрохимические (гиперфильтрация,электролиз, электродиализ), биохимические
С целью ограждения окружающей природной средыот вредных химических воздействий, необходимо сочитать методы улавливанияотходящих газов от технологических процессов с одновременной их утилизацией, апри регенерации и утилизации устанавливать газоулавливающие устройства. Накаждом предприятии в обязательном порядке должны проводится мероприятия поборьбе с загрязнением атмосферного воздуха. Например, мероприятия по сокращениювыбросов в период неблагоприятных метеорологических условий, по достижениюнормативов предельно допустимых выбросов, мероприятия по контролю зазагрязнением от автотранспорта. Для очистки воздуха используются адсорберы ифильтры. Очистка воздуха от пыли проводятся в рециркуляционных системах иразличными пылеотделителями.
Кроме воды и воздуха должна проводитьсяохрана земель. Для выполнения этого необходимо своевременно вывозить отходы нагородскую свалку, чистить территорию предприятия от бытового мусора. Такжедолжны проводиться мероприятия по использованию нефтепродуктов. Например,исключение разливов масел, топлива. /16/
Заключение
В данном дипломномпроекте был разработан универсальный регулятор уровня воды, которыйпредназначено для регулирования уровня воды в емкостях любого объема.
Врасчетно-теоретической части дипломного проекта разработана схема электрическаяструктурная универсального регулятора уровня воды, произведен выбор элементнойбазы и на основании схемы электрической структурной разработана схемаэлектрическая принципиальная.
В этой же частидипломного проекта были произведены расчет схемы согласования с нагрузкой, источникапитания, а также расчет надежности, который показал, что наработка на отказприбора составила 10000 часов.
Вконструкторско-технологической части дипломного проекта разработана и описанаконструкция, определены виды и объем технического обслуживания, разработаныметоды поиска неисправностей универсального регулятора уровня воды, а такжеразработано руководство по эксплуатации.
В экономической частидипломного проекта произведен расчет себестоимости универсального регуляторауровня воды, которая составила 50000 рублей, а так же определена отпускная цена–75500 рублей.
В дипломном проектеразработаны мероприятия по технике безопасности и противопожарной безопасности,а также учтены мероприятия по экологической защите окружающей среды.
При оформлениидипломного проекта использовался текстовый редактор Microsoft Word 2002, системаавтоматизированного проектирования P–CAD 2001 и чертежно-конструкторского редактораКОМПАС-ГРАФИК
Список использованных источников
1. Историяавтоматики-
2. Жеребцов. И.П.Основы электроники: 5-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние, 1989.352.: ил.
3. Галкин В.И. Промышленнаяэлектроника: Учеб. Пособие.-М.: Выш. Шк., 1989. – 336 с.: ил.
4. Богданович М.И., ГрельИ.Н., Прохоренко В.А Цифровые интегральные микросхемы: Мн.: Беларусь, 1991.
5. Акимов Н.Н.,Ващуков Е.П., Прохоренко В.А., Ходаренок Ю.П. Резисторы. Кондесаторы.Трансформаторы. Дроссели. Коммутационные устройства устройства РЭА: Справочник.Мн.: Беларусь, 1994.
6. Баюков А.В.,Зайцев А.А. и др. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронныеприборы. Справочник: под общ. ред. Горюнова Н.Н.: М.: Энергоиздат, 1982.
7. Козловский Г.А. Методическоепособие для расчета эксплуатационных коэффициентов и определения суммарнойинтенсивности отказов: Борисов.1999.
8. Боровиков С.М.Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. -Мн.: ДизайнПРО, 1998.
9. ГОСТ 23751 – 86Платы печатные. Основные параметры конструкции
10. Майский Е.А.Методическое пособие. Стратегия технического обслуживания и ремонта приборов иаппаратов: Борисов.1998.
11. ГОСТ 29137-91Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.
12. Павлова С.П.: Охранатруда в радио — и электронной промышленности: Учебник для техникумов. – 2-еизд., перераб. и доп.: М.: Радио и Связь, 1985. – 200 с.
13. Усатенко С.Т.,Каченок Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник.М.: Издательство стандартов. 1989.
14. ГОСТ 2.105-95Общие требования к текстовым документам.
15 ГОСТ 26.119-97Электроприборы бытовые. Эксплуатационные документы.
16. Челноков А.А.Основы промышленной экологии. Учебное пособие. Мн.: Высшая школа