Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера TOYOPUC-L

1. ВВЕДЕНИЕ.

Потребность в значительном росте производства продукции машиностроения, товаров широкого потребления, повышении качества продукции, сокращение материально-энергетических и трудовых ресурсов при изготовлении промышленных изделий диктует необходимость в соответствующем увеличении объемов тех производств, которые обеспечивают надёжную защиту изделий от коррозии, снижение их металлоёмкости и улучшения товарного вида.

В решении этих вопросов существенная роль отводится гальванотехнике. Нет ни одной отрасли промышленности, где бы электрохимические, химические и анодно-оксидные покрытия не находили самого широкого применения. Автоматизация и механизация процессов их нанесения позволяют не только повысить производительность труда и улучшить качество покрытий, но и устранить мало квалифицированный ручной труд, особенно в тяжёлых и вредных для человека производственных условиях.

Оборудование для нанесения электрохимических , химических и анодно-оксидных покрытий отличается большим многообразием, что вызвано очень широким диапазоном технических требований, которые не могут быть обеспечены в оборудовании какого-то одного типа.

Конструкция оборудования зависит от характера технологического процесса, его стабильности, числа видов покрытий, номенклатуры обрабатываемых изделий и ряда специальных требований . На него оказывают влияние и условия размещения – отводимая площадь, высота помещения, встраиваемость в поточную линию и другие факторы.

Оборудование для нанесения электрохимических, химических и анодно-оксидных покрытий классифицируется по ряду признаков. Основными из них являются: степень автоматизации и механизации, возможность перепрограммирования, конструкция основного транспортирующего органа и его расположение, система управления, конструкция и форма переносного устройства для размещения обрабатываемых изделий.

По форме переносного устройства для размещения обрабатываемых изделий различают линии: подвесочные, барабанные, барабанно-подвесочные, колокольные, для обработки изделий в корзинах.

Специальные линии применяют при особых условиях производства, к которым относятся: необходимость изменение пространственного положения изделий в процессе обработки, применение технологических спутников особой формы, непригодность традиционного метода нанесения покрытий (нагружением в электролит ) для некоторых изделий.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.

Техническое задание выдано АООТ «Павловский инструментальный завод ».

Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера «TOYOPUC-L», линия предназначена для обработки стальных деталей по заданной программе, обеспечивая непрерывный цикл обработки деталей в соответствии требований к обработке .

Разработка алгоритма системы управления автоматической линией гальванирсвания согласно техпроцесса.

2.1. АНАЛИЗ И ПРОРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ.

3. КОНСТРУКТОРСКИЕ РАЗРАБОТКИ

3.1 Расчёт червячного редуктора для горизонтального перемещения автооператорА

3.1.1 Подбор основных параметров передачи

Число витков червяка : r>1> = 1

Число зубьев колеса :

z>2> = z>1> U>ред>

z>2> = 1 > > 40 = 40

где

z>1> – число витков червяка ;

U>ред> – передаточное число червячного редуктора.

Предварительные значения :

модуля передачи :

m = ( 1,5 ... 1,7 ) > >

где

> > - межосевое расстояние , мм ;

z>2> – число зубьев колеса.

m = 3,0 ... 3,4 мм

Принимаем ближайшее стандартное значение (см. таблицу 2.11) ( 2 , ст. 29 ).

m = 3,15 мм

Коэффициент диаметра червяка :

q = > > – z>2>

где

> > - межосевое расстояние , мм ;

m – модуль передачи ;

z>2> – число зубьев колеса.

q = 10,79

Минимальное значение :

q>min> = 0,212 > > z>2>

где

z>2> – число зубьев колеса.

q>min> = 0,212 > > 40 = 8,48

Принимаем по таблице 2.11 ( 2 , ст. 29 )

q = 10

Коэффициент смещения инструмента

х = > >

где

q – коэффициент диаметра червяка ;

> > - межосевое расстояние , мм ;

m – модуль передачи ;

z>2> – число зубьев колеса.

х = ( > > ) – 0,5 > > (40 + 10 ) = 0,4

Фактическое передаточное отношение :

U>ф> = > >

где

z>1> – число витков червяка ;

z>2> – число зубьев колеса.

U>ф> = > > = 40

Окончательно имеем следующие параметры передачи :

> >= 80 мм ;

z>1> = 1 ;

z>2> = 40 ;

m = 3,15 мм ;

q = 10 ;

х = +0,4

Отклонение передаточного числа от заданного :

> > = > > 4 %

где

U>ф> – фактическое передаточное число ;

U – передаточное число .

> > = 0 %

3.1.2 Выбор материала червяка и колеса

Определяем предварительно ожидаемую скорость скольжения :

U>s> > > 4,3 > > > > > > U > > > >

где

> > - угловая скорость вала> >, с-1

> > = > > = > > = 1,13 с-1

где

Р>вых> – потребляемая мощность на выходе , Вт ;

Т>вых> – вращающий момент , Н> >м ;

тогда

> >

U>s> = > > = 1,3 > >

3.1.3 Допускаемые напряжения

> > = К>Н>>L> > > C>v> > > > > ( 2 , ст. 26 )

где

К>Н>>L> – коэффициент долговечности ;

C>v> – коэффициент , учитывающий интенсивность износа зуба ;

> > - допускаемое напряжение при числе циклов перемены

напряжений , Па .

Принимаем материал для колеса :

Безоловянистые бронзы и латуни .

Способ отливки – центробежное литьё .

Бр АЖ 9-4

> > = 500 Мпа ( 2 , табл. 2.10 )

> > = 200 Мпа ( 2 , табл. 2.10 )

Коэффициент долговечности :

К>HL> = > > ( 2 , ст. 32 )

где

N- общее число циклов перемены напряжений

N = > > ( 2 , ст. 32 )

где

L>h> – общее время работы передачи ;

> > - угловая скорость вала , с-1 .

N = 573 > > 1,13 > > 1,72 > > 105 = 111,4 > > 106

K>HL> = > > = 0,74

С>v> – коэффициент учитывающий интенсивность износа зубьев ,

подбираем по таблице 2.11 ( 2 , ст. 27 ).

C>v> = 0,97

> > = 0,9 > > > > > > 106

> > = 0,9 > > 500 > > 106 = 450 > > 106 Па

Допускаемое контактное напряжение :

> > = 0,74 > > 0,97 > > 450 > > 106 = 323 > > 106 Па

Допускаемое напряжение изгиба :

> > = К>FL> > > > > ( 2 . ст. 32 )

где

К>FL> – коэффициент долговечности ;

> > – исходное допускаемое напряжение изгиба , Па .

К>FL> = > >

К>FL> = > > = 0,6

> > = ( 0,25 > > > >+ 0,08 > > > > ) > > 106

> > = ( 0,25 > > 200 + 0,08 > > 500 ) > > 106 = 90 > > 106 Па

Допускаемое напряжение изгиба :

> > = 0,6 > > 90 > > 106 = 54 > > 106 Па> >

3.1.4 Межосевое расстояние

> >

> >

где

> > – допускаемое контактное напряжение , Па ;

Т>2> – момент на тихоходном валу , Н > > м.

> > = 0,079 мм

> > = 80 мм ( 7 , ст. 18 )

3.1.5 Геометрические размеры колеса и червяка

Делительный диаметр червяка :

d>1> = q > > m = 10 > > 3,15 = 31,5 мм ( 2 , ст. 33 )

где

m – модуль передачи ;

q – коэффициент диаметра червяка .

Диаметр вершин витков червяка :

d>а1> = d>1> + 2 > > m ( 2 , ст. 33 )

где

m – модуль передачи ;

d>1> – делительный диаметр червяка , мм .

d>а1> = 31,5 + 2 > > 3,15 = 37,8 мм

Диаметр впадин червяка :

d>f>>1> = d>1> – 2,4 > > m

где

m – модуль передачи ;

d>1> – делительный диаметр червяка , мм .

d>f>>1> = 31,5 – 2,4 > > 3,15 = 23,99 мм

Диаметр нарезанной части червяка при числе витков r>1> =1

b>1> > > ( 11 + 0,06 > > z>2> ) > > m

где

m – модуль передачи ;

z>2> – число зубьев колеса.

b>1> > > ( 11 + 0,06 > > 40 ) > > 3,15 = 42,21 мм

Так как витки шлифуют , то окончательно :

b>1> > > 42,21 + 3,8 > > 46 мм

Диаметр делительной окружности колеса :

d>2> = z>2> > > m ( 2 , ст. 33 )

где

m – модуль передачи ;

z>2> – число зубьев колеса.

d>2> = 40 > > 3,15 = 126 мм

Диаметр окружности вершин зубьев колеса :

d>а2> = d>2> + 2 > > ( 1 + x ) > > m ; ( 2 , ст. 33 )

где

m – модуль передачи ;

х – коэффициент смещения инструмента ;

d>2> – диаметр делительной окружности колеса , мм .

d>а2> = 126 + 2 > > ( 1 + 0,4 ) > > 3,15 = 134,82 мм

Диаметр колеса наибольший :

d>аМ2> > > d>а2> + > > ( 2 , ст. 33 )

где

m – модуль передачи ;

z>1> – число витков червяка ;

d>а2> – диаметр окружности вершин зубьев колеса , мм .

d>аМ2> > > 134,82 + > > = 141,12 мм

Диаметр впадин колеса :

d>f>>2> = d>2> – 2 > > m > > ( 1,2 – х )

где

m – модуль передачи ;

х – коэффициент смещения инструмента ;

d>2> – диаметр делительной окружности колеса , мм .

d>f>>2> = 126 – 2 > > 3,15 > > ( 1,2 – 0,4 ) = 120,96 мм

Ширина венца :

b>2> > > 0,75 > > d>а1>

где

d>а1> – диаметр вершин витков червяка , мм .

b>2> > > 0,75 > > 37,8 = 28,35 мм

3.1.6 Проверочный расчет передачи на прочность

Определяем скорость скольжения :

V>s> = > > ( 2 , ст. 33 )

где

V>1> – окружная скорость на червяке , > > .

Угловая скорость червяка :

> > = U > >

где

U – передаточное число .

> > = 40 > > 1,13 = 45,2 с-1

> > = 50 43/

cos > > = 0,9951

Окружная скорость на червяке :

V>1> = 0,5 > > > > > > d>1>

где

d>1> – делительный диаметр червяка , мм ;

> > - угловая скорость червяка , с-1 .

V>1> = 0,5 > > 45,2 > > 0,0315 = 0,71 > >

V>s> = > > = 0,71 > >

Коэффициент С>v> = 0,98

Допускаемое контактное напряжение :

> > = 0,74 > > 0,98 > > 450 > > 106 = 326,4 > >106 Па

Окружная скорость на колесе :

V>2> = 0,5 > > > > > > d>2>

где

> > - угловая скорость на колесе , с-1 ;

d>2> – диаметр делительной окружности колеса , мм .

V>2> = 0,5 > > 1,13 > > 0,126 = 0,071 > >

Тогда коэффициент :

К = 1,0

Расчетное напряжение :

> > ( 2 , ст. 33 )

где

d>2> – диаметр делительной окружности колеса , мм ;

К – коэффициент ;

d>1> – делительный диаметр червяка , мм ;

Т>2> – момент на тихоходном валу , Н > > м .

> > = 238,7 > > 106 Па

что меньше допускаемого .

3.1.7 К.П.Д. передачи

> > = 3010/ по таблице 2.13 ( 2 , ст. 30 )

> >

где

> > - приведённый угол трения , определяемый экспериментально

> >

Силы в зацеплении . Окружная сила на колесе и осевая сила на червяке :

F>t>>2> = F>а1> = > >

где

d>2 >– диаметр делительной окружности колеса , мм ;

Т>2> – момент на тихоходном валу , Н > > м .

F>t>>2> = F>а1> = > > = 4712,7 Н

Окружная сила на червяке и осевая сила на колесе :

F>t>>2> = F>a>>2> = > >

где

> > - КПД передачи ;

F>t>>2> – окружная сила на колесе , Н ;

q – коэффициент диаметра червяка .

F>t>>2> = F>a>>2> = 623,9 Н

Радиальная сила :

Р>r> = 0,364 > > F>t>>2> ( 2 , ст. 33 )

где

F>t>>2> – окружная сила на колесе , Н ;

Р>r> = 0,364 > > 4712,7 = 1715,4 Н

3.1.8 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Эквивалентное число зубьев

z>v>>2> = > > ( 2 , ст. 33 )

где

z>2> – число зубьев колеса .

z>v>>2> = > > = 40,6

Y>F> = 1,56

Y>F>> >– коэффициент выбирается по таблице 2.15 ( 2 , ст. 31 )

Окружная скорость на колесе :

V>2> = > >

где

d>2 >– диаметр делительной окружности колеса , мм ;

> >- угловая скорость на колесе , с-1 .

V>2> = 0,5 > > 1,13 > > 0,126 = 0,071 > >

Коэффициент нагрузки :

К = 1 ( 2 , ст. 30 )

Расчётное напряжение изгиба :

> >

где

Y>F> – коэффициент ;

F>t>>2> – окружная сила на колесе , Н ;

m – модуль передачи ;

b>2 >– ширина венца , мм .

> > Па

что меньше > >>F> = 54 > > 106 Па

3.1.9 Тепловой расчет

Мощность на червяке :

Р>1> = > >

где

> > - угловая скорость на колесе , с-1 ;

> > - КПД передачи .

Р>1> = 296,9 > > 1,13 = 479,3 Вт

Поверхность охлаждения корпуса ( см. таблицу 2.14 ) (2 , ст. 30)

А = 0,19 м2

Коэффициент

К>т> = 9 ... 17

Тогда температура масла без искусственного охлаждения

t раб = > > ( 7 , ст. 54 )

где

> > - КПД передачи .

t раб = > > 0С

что является допустимым , т. к.

t>раб> < [ t ]>раб>

[ t ]>раб> – допустимая температура равная 105 0С .

После определения межосевых расстояний , диаметров и ширины колёс , размеров червяка приступают к разработке конструкции редуктора .

Расстояние между деталями передач

Чтобы поверхности вращающихся колёс не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса , между ними оставляют зазор , который определяют по формуле :

а = > > + 3 ( 2 , ст. 35 )

где

L – наибольшее расстояние между внешними поверхностями .

деталей , мм .

L = d>а1> + d>аМ2>

где

d>а1> – диаметр вершин витков червяка , мм ;

d>аМ2> – диаметр колеса наибольший , мм .

L = 37,8 + 141,12 = 178,92 мм

Чтобы поверхности вращающихся колёс не задевали за внутренние поверхности между ними оставляют зазор а :

a = > > = 8,63 мм

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колёс или червяка для всех типов редукторов :

b>0> > >4 > > a

где

а – зазор , между поверхностями вращающихся колёс , мм .

b>0> > > 8,63 > > 4 = 35 мм

Диаметры валов :

для быстроходного вала :

d = 5 > > ( 2 , ст. 35 )

где

Т>вых> – моменты на приводном валу , Н> >м .

d = 5 > > =72 мм

d>n> = d + 2 > > t

где

t – выбирают по таблице 3.1 ( 2 , ст. 37 )

t = 3,5 мм

d>n> = 72 + 2 > > 3,5 = 79 мм

d>б>>n> = d>n> + 3,2 > > r ( 2 , ст.35 )

где

r – выбирается по таблице 3,1 ( 2 , ст. 37 )

r = 3,5 мм

d>б>>n> = d>n> + 3,2 > > r

d>б>>n> = 79 + 3,2 > > 3,5 = 80,2 мм

Для тихоходного вала :

d = 4,8 > >

где

Т>2> – момент на тихоходном валу , Н > > м .

d = 4,8 > > = 32 мм

d>n> = d + 2 > > t

где

t = 2,5

d>n> = 32 + 2 > > 2,5 = 37 мм

d>б>>n> = d>n> + 3,2 > > r

где

r = 2,5

d>б>>n> = 37 + 3,2 > > 2,5 = 45 мм

d>k> > > d>б>>n>

Находим длину ступицы :

> > = 1,2 > > d>k> ( 2 , ст. 36 )

> > = 1,2 > > 45 = 54 мм

Острые кромки на торцах венца притупляются фасками

f = 0,5 > > m ( 2 , ст. 52 )

где

m – модуль передачи .

f = 0,5 > > 3,15 = 1,6 мм

Диаметр ступицы :

d >ст> = 1,7 > > d>k>

d>ст> = 1,7 > > 45 = 76,5 мм

3.1.10 Расчёт ременной передачи

Мощность , передаваемая передачей :

N = N>0> > > k>1> > > k>2> > > z ( 5 , ст. 283 )

где

N>0> – мощность передаваемая одним ремнём

( при угле обхвата > > = 180 ) , Вт ;

k>1> – коэффициент , зависящий от угла обхвата ;

k>2> – коэффициент , учитывающий характер работы и режим

нагрузки ;

z – число ремней .

Принимаем :

N>0> – по таблице 66 ( 5 , ст. 284 )

N>0> = 0,37 кВт

k>1> – по таблице 67 ( 5 , ст. 285 )

k>1> = 1

k>2> – по таблице 68 ( 5 , ст. 286 )

k>2> = 1

отсюда

z принимаем равным 3 .

N = 0,37 > > 1 > > 1 > > 3 = 0,88 кВт

Межосевое расстояние при двух шкивах :

> > = k > > D>б>

где

D>б> – расчётный диаметр большого шкива , мм .

D>б> = 315 мм

k – по таблице 70 ( 5 , ст. 287 )

k = 1

> > = 1 > > 315 = 315 мм

Наименьшее допустимое межосевое расстояние :

> >>min> = 0,55 > > ( D>б> + D>м> ) + h

где

D>б> – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

D>м> – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

D>м> = 90 мм ,

h – высота ремня , по таблице 58 ( 5 , ст. 278 )

h = 8 мм

> >>min> = 0,55 > > ( 315 + 90 ) + 8 = 230,75 мм

Наибольшее межосевое расстояние :

> >>max> = 2 > > ( D>б> + D>м> ) ( 5 , ст. 283 )

где

D>б> – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

D>м> – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

> >>max> = 2 > > ( 315 + 90 ) = 810 мм

По выбранному ориентировочному межосевому расстоянию определяем расчётную длину ремня :

L = 2 > > > > + W + > > ( 5 , ст.283 )

где

> > - межосевое расстояние при двух шкивах .

W = > > ( 5 , ст. 283 )

где

D>б> – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

D>м> – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

У = > > ( 5 , ст. 283 )

где

D>б> – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

D>м> – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

W = > > = 635,85 мм

У = > > = 12656,25 мм

Отсюда

L = 2 > > 315 + 635,85 + > > = 1306 мм

Вычисленную расчётную длину округляем до ближайшего значения по таблице 59 ( 5 , ст. 279 )

После чего определяем окончательное межосевое расстояние :

> > ( 5 , ст. 283 )

> > – принимаем равным 1250 мм .

> > = 326,5 мм

Для компенсации возможных отклонений длины ремня от номинала , вытяжки его в процессе эксплуатации , а так же для свободного надевания новых ремней при конструировании передачи должна быть предусмотрена регулировка межцентрового расстояния шкивов в сторону уменьшения на 2 % от длины ремня L и в сторону увеличения на 5,5 % от длины ремня L .

3.2 ВЫБОР Электродвигателя

По таблице 1.1 ( 2 , ст. 5) принимаем : К.П.Д. червячной передачи > >>1>=0,8 ; коэффициент , учитывающий потери пары подшипников качения > >>2>=0,99 ; К.П.Д. ременной передачи > >>3>=0,95; К.П.Д. соединительной муфты > >>4>=0,98.

Общий К.П.Д. привода :

> >>общ> = > >>1> > > > >2>2> > > > >>3> > > > >4>4>

> >>общ> =0,8 > > 0,992 > > 0,95 > > 0,984 = 0,69

ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ> >

Р>э пот.> = > > ( 2 , ст. 4 )

где

Р>вых> – потребляемая мощность на выходе , Вт .

Р>вых> = F>t> > > V ( 2 , ст. 4 )

где

F>t> – окружная сила на барабане привода , ( 6 , ст. 2 )

V – скорость движения ; ( 6 , ст. 2 )

Р>вых> = 9800 > > 0,34 = 3332 Вт

Р>э пот> = > >

Р>э пот> = > > = 4,8 кВт

Подбираем двигатель по мощности :

АОЛ2-42-6/4/2 ( Р = 5,5 кВт , n = 1440 об/мин ) и

АОЛ2-31-6/4/2 ( Р = 5,5 кВт , n = 955 об/мин ) .

Двигатели с большой частотой вращения не рекомендуются из-за относительно большой массы . Из двух двигателей названных марок предпочтение следует отдать второму , т. к. габариты привода и передаточного отношения будут меньше .

Определяем общее передаточное число привода :

U>общ> => > ( 2 , ст.7 )

где

n>э> – частота вращения электро двигателя , > > ;

n>вых> – частота вращения приводного вала ( на выходе ) , > >.

U>общ> = > > = 88,4

n>вых> = > > ( 2 , ст. 6)

где

D>б> – диаметр барабана , мм ;

V – сокрость движения ленты , > > .

n>вых> = > > = 10,8 > >

Принимаем передаточное число ременной передачи :

U>р> = 2,5

Тогда передаточное число червячного редуктора :

U>ред> = > >

где

U>общ> – передаточное число ременной передачи .

U>ред> = > > =35,4

по стандартному ряду принимаем

U>ред> = 40 ( 7 , ст. 18 )

Определяем моменты на валах :

приводном валу

Т>вых> = F>t> > > D / 2

где

F>t> – тяговая сила на барабане , Н .

Т>вых> = 9800 > > 0,6 / 2 = 2940 Н> >м

тихоходном валу :

Т>2> = > > ( 2 , ст. 9 )

где

> > - КПД ременной передачи ;

U>р> – передаточное число ременной передачи .

Т>2> = > > = 296,9 Н> >м

    Электроавтоматика

4.1 Работа системы управления автоматической линии гальванирования ( СУАЛГ )

Автоматическая линия гальванирования предназначена для покрытия никель – хром на различные виды слесарно – монтажного инструмента по заданной программе , обеспечивая непрерывный цикл обработки деталей в соответствии с требованиями к обработке . Цикл обработки включает в себя процесс : обежиривания , горячей и холодной промывки , активации , покрытие никелем и хромом .

Линия представляет собой прямолинейный ряд ванн состоящий из 12 , установленных на металло-конструкции в определённом порядке по технологическому процессу. Крепление путей , для перемещения автооператора портального типа кронштейнами , монтируемым непосредственно к корпусам ванн .

Данный автооператор производит подъем , опускание , перемещение из ванны в ванну кассету , с подвешенной на неё корзиной , в которой находятся обрабатываемые детали .

Остановка автооператора на технологических позициях обеспечивается герконовыми реле установленными на рельсовом пути .

Для обеспечения автоматического режима работы линии предполагается использовать японский программируемый контроллер « TOYOPUC – L » .

4.2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СУ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРА « TOYOPUC – L »

Система управления автооперированного участка представляет собой комплект блоков управления японского программируемого контроллера « TOYOPUC – L » .

В дипломе приведена принципиальная схема СУ АГЛ на программируемом контроллере « TOYOPUC – L » .

В неё входят : сам контроллер с блоками управления и электроаппратура автоматической линии гальванирования и автооператора , которая помогает управлять ими контроллеру ( ПК ) .

На автоматической линии гальванирования и автооператоре размещены датчики положения нахождения их рабочих органов ( РО ) , электромагниты пневмораспределителей , при помощи которых осуществляется перемещение отдельног рабочего органа из позиции в позицию по программе работы автооператора или автоматической линии гальванирования .

При работе программируемого контроллера принимаем входные сигналы , поступающие с датчиков положения и сравнивая эту информацию с программой работы автооператора и выдаёт управляющий сигнал на электромагниты рабочего органа автооператора .

Постоянно сканируя входные сигналы с датчиков системы управления знает где находится тот или иной рабочий орган в данный момент и удовлетворяет ли это положение рабочего органа программе управления автоматической линии гальванирования . При нахождении неисправности система управления выдаёт сигнал ошибки .

Для перемещения автооператора на некоторое расстояние разработан привод с асинхронным двигателем ( АД ) . Работой асинхронного двигателя управляет система управления тиристорного преобразователя частоты ( ТПЧ ) , в которую входит управляющая ОМ ЭВМ . Управляемые сигналы для перемещения автооператора поступают в систему управления тиристорного преобразователя частоты из контроллера от блока управления приводом . Входные и выходные блоки контроллера представляют собой платы управления с максимальным напряжением на входе и выходе в 24 В .

4.2.1 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ ПРИВОДА

ТРЕБОВАНИЯ , ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЮ ЧАСТОТЫ , ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА .

К преобразователю частоты предъявляются следующие основные требования :

- простота обслуживания ;

- возможность независимого регулирования напряжения в широких пределах ;

- минимальное внутреннее сопротивление для сохранения естественных регулировочных характеристик электрической машины ;

- исключение возможности возбуждения двигателя за счёт конденсаторов инвертора ;

- обеспечение удовлетворительного гармонического состава выходного напряжения ;

- обеспечение возможности перевода двигателя в генераторный режим или обеспечение возможности динамического торможения ;

    малая инерционность по каналам регулирования ;

- обеспечение согласованного регулирования напряжения и частоты по принятому закону в системе преобразователь –двигатель ;

    универсальность , т. е. схема и параметры преобразователя должны предусматривать работу с любым из выпускаемых серийно двигателем заданной мощности независимо от схемы соединения его обмоток , количество выводов статорной обмотки и других технических характеристик двигателя .

ВЫБОР ТИПА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ .

Исходя из обзора статических ПЧ и большого их выбора, наиболее преемственным для частоты регулирования привода переменного тока является ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока и непосредственные ПЧ.

Проведем сравнительную характеристику данных типов ПЧ .

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

ПЧ С ПРОМЕЖУТОЧН.

ЗВЕНОМ ПТ.

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПЧ.

КПД

Диапазон регулирования напряжения.

Коэффициент мощности.

Гармонический состав

выходное напряжение.

Габариты и масса.

Универсальность.

-

+

+

+

-

+

+

-

-

-

+

-

Таким образом, ПЧ с непосредственной связью имеет два основных достоинства : более высокий КПД и меньшие габариты и массу. Однако улучшение гормонального состава выходного напряжения и повышения коэффициента мощности требует дополнительной установки фильтров и компенсирующих устройств, что значительно увеличивает массу и габариты. Так же непосредственный ПЧ позволяет регулировать частоту выходного напряжения только вниз от номинальной частоты питающего напряжения.

В ПЧ с промежуточным звеном ПТ функцию регулирования частоты выходного напряжения осуществляет инвертор, а напряжение – выпрямитель. Системы управления инвертора ( СУИ ) и выпрямителя ( СУВ ) позволяет регулировать выходную частоту и напряжение в широких пределах, что является главным достоинством данного типа преобразователя.

Таким образом, с промежуточным звеном постоянного тока имеет более лучшие технико – экономические показатели по сравнению с другими типами статических ПЧ.

Выбор основных элементов преобразователя

Основными элементами ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока (рисунок 1.1) является выпрямитель и инвертор, выбор которых и определяет силовую схему преобразователя .

Рисунок 1.1. Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Наиболее высокие технико – экономические показатели имеет трехфазная мостовая схема выпрямителя ( В ). Так как выпрямитель должен обеспечивать регулирование величины напряжения, необходимо в мостовой схеме устанавливать управляемые тиристоры, либо после неуправляемого выпрямителя ставить широтно – импульсный регулятор ( ШИР ). Второй вариант более целесообразен, т. к. в этом случае повышается КПД и коэффициент мощности выпрямителя, уменьшаются его габариты и стоимость. Для сглаживания пульсаций выпрямленных токов и напряжений необходима установка фильтра ( Ф ). Схема выпрямителя с широтно – импульсным регулятором и Г – образным LG – фильтром представлена на рисунке 1.3.

Важнейшей составной частью тиристорного преобразователя частоты с промежуточным звеном ПТ является инвертор. Автономные инверторы ( АИ ) – это устройства, преобразующие постоянный ток ( ПТ ) в переменный с постоянной или регулируемой частотой, работающие на автономную нагрузку.

В последние годы налажен выпуск тиристорного модуля серии МТЗ – 3 ( модуль тиристорный запираемый ) рисунок 1.2, который значительно превосходит по характеристикам выпускаемые ранее двухоперационные тиристоры. Таким образом появилась возможность выполнить инвертор, имеющий более простую силовую схему, меньшие габариты и массу, по сравнению с инвертором, выполненном на базе обычных тиристоров с применением узлов принудительной коммутации.

Рисунок 1.2. Тиристорный модуль серии МТЗ – 3 .

В зависимости от особенностей протекания электро – магнитных процессов автономные инверторы могут быть разделены на два типа : автономные инверторы тока ( АИТ ) и автономные инверторы напряжения ( АИН ).

Для автономных инверторов тока характерно то, что в результате переключения тиристоров в нагрузке формируется ток определённой формы, а форма выходного напряжения зависит от параметров нагрузки. В режиме холостого хода автономный инвертор тока не работоспособен в следствии роста амплитуды обратных и прямых напряжений на тиристорах. При перегрузках его работа затруднена из-за не достаточного времени для восстановления запирающих свойств тиристоров.

Автономный инвертор напряжения может работать в режиме холостого хода. Его работоспособность в режиме близкому к короткому замыканию определяется коммутационнами свойствами коммутирующих элементов. Автономный инвертор напряжения характеризуется стабильностью выходного напряжения при изменении выходной частоты в широких пределах. Коммутационная мощность элементов небольшая , коммутационные процесы в них мало влияют на выходное напряжение.

Таким образом, АИМ имеет лучшие технические характеристики для питания ЭП переменного тока в сравнении с автономным инвертором тока. Существует большое количество трёхфазных схем автономного инвертора напряжения, но распространение получили инверторы, выполненные по мостовой схеме ( схема Ларионова ).

Нагрузка инвертора, собранного по схеме Ларионова ( рисунок 1.3 ) , может быть соединена как треугольником так и звездой.

Рисунок 3.3. Силовая схема ПЧ.

Проектируемый преобразователь выполняется без входного трансформатора, что позволяет при некотором снижении универсальности ( питающая сеть обязательно должна быть трёхфазной с V>ном >=380 В ) значительно снизит габариты и массу.

4.2.2. ОПИСАНИЕ БЛОК – СХЕМЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Дадим описание блок – схемы всего тиристорного преобразователя частоты ( лист 45 ). Питающее напряжение 380 В выпрямляется трёхфазным мостом ( В ), фильтруется ( Ф ) и поступает на широтно – импульсном регуляторе ( ШИР ). Необходимость в широтно – импульсный регулятор вызвана тем, что наряду с регулировкой частоты требуется и регулировка напряжения, так как, например, с уменьшением частоты уменьшается и индуктивное сопротивление асинхронного двигателя ( АД ), и если величина питающего напряжения будет неизменна, то пропорционально возрастёт ток. Поэтому напряжение тиристорного преобразователя частоты должно изменяться вместе с частотой примерно одинаково. Такой способ регулировки напряжения выбран потому, что он обладает существенными преимуществами перед непрерывным: малые потери, большой КПД, небольшие габариты. Инвектор ( И ) осуществляет преобразование постоянного напряжения в переменное с заданной частотой.

Автоматические воздушные выключатели QF 1 – QF 2 защишают соответственно широтно – импульсный регулятор, инвертор и асинхронный двигатель. Трансформатор напряжения ( ТН ) контролирует наличие напряжения на асинхронном двигателе ( по фазам ). Блок датчиков ( БД ) включает собственно трансформатор напряжения и магнитный датчик тока ( МДТ ). Особенностью датчиков является то, что они выполнены с зазором для обеспечения линейности при снижении частоты.

С пульта управления ( ПУ ) задают требуемые условия работы асинхронного двигателя: скорость, темп её нарастания / спадания, величину тока ограничения и другие, которые отражаются на блоке индикации (БИ ) и заносятся в оперативно – запоминающее устройство ( ОЗУ ) системы управления ( СУ ). Источник питания ( ИП ) обеспечивает требуемое напряжение для блоков тиристорного преобразователя частоты. Тахогенератор ( ТГ ) контролирует скорость вращения асинхронного двигателя и явлается одним из элементов цепи обратной связи тиристорного преобразователя частоты.

После реактора ( Р ), ограничивающего скорость тока d>i> / d>t> , включен заградительный фильтр ( ЗФ ). Реактор и заградительный фильтр образуют резонансный контур, настроенный на частоту 250 Гц.

Согласующее устройство ( Согл. У ), состоящее из преобразователей напряжения – частота и частота напряжения, контролирует величину напряжения инвертора и обеспечивает гальваническую развязку системы управления от цепей высокого напряжения.

4.3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СУАЛГ.

Выбор и расчёт элементов схемы.

В промышленном автооператоре портального типа , осуществляем работу линии для перемещения деталей применяются асинхронные электродвигатели переменного тока напряжением 380 В. Технические характеристики двигателей , применяемых в автооператоре для горизонтального перемещения и вертикального :

горизонтального перемещения : вертикального перемещения :

Тип двигателя - АОЛ 2 – 31 – 6 / 4 / 2 ТЭ 0,5 В 3 – С

Мощность - 0,6 кВт 0,5 кВт

Число оборотов - 955 об /мин

Для подключения асинхронных двигателей к сети трёхфазного переменного тока используют магнитный пускатель. Определим максимальный ток потребляемый каждой из электродвигателей во время работы.

При соединении обмоток двигателя звездой , ток потребляемый двигателем:

I>л>* = I>ф>* = > >

где

S – полная мощность симметричной трёхфазной системы , В> >А.

S>1 >= 0,6 В> >А ;

S>2> = 0,5 В> >А

U>ф> – фазное напряжение.

В случае соединения обмоток двигателя звездой :

U>ф1>* = U>ф2>* = 220 В

Следовательно токи , потребляемые двигателями в каждой из фаз при соединении обмоток звездой :

I>n1>* = > >

I>n1>* = > > = 2,7 А

> > I>n1>* = > > = 0,9 А = 1 А

I>n2>* = > >

I>n2>* = > > = 2,3 А

> > I>Ф1>* = > > = 0,8 А

В случае соединения обмоток двигателя треугольником :

> >

где

> >> >– линейное напряжение при соединении треугольником В .

> > = 380 В

Следовательно токи потребляемые каждым из двигателей при соединении его обмоток треугольником :

> >

> > = 0,8 А

Приведённые расчёты показали , что максимальный ток потребляемый каждым из двигателей возникает в сети при соединении обмоток двигателя звездой.

Учитывая , что в момент запуска пусковой ток увеличивается в 5 – 6 раз возникает необходимость выбора магнитного пускателя с контактной группой расчитанной на максимально допустимый ток 5 – 6 А. Этим требованиям вполне удовлетворяет магнитный пускатель ПМА – 0100.

Техническая характеристика магнитного пускателя ПМА – 0100 :

U>раб> = 380 В ;

I>конт> = 6,3 А ;

S>вкл> = 40 В> >А

4.4 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ГАЛЬВАНИРОВАНИЯ

РАСЧЁТ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ +5 В.

В качестве источника питания выбираем стандартную схему ( трансформаторную ) с мостовой схемой выпрямления , с конденсатором в качестве сглаживающего фильтра и с компенсационным транзисторным стабилизатором на выходе.

Расчёт выпрямителя

Исходные данные :

Номинальное выпрямленное напряжение :

U>0> = 9 В

Номинальный ток нагрузки :

I>0 > = 3 А

Выходная мощность :

P>0> = U>0> > > I>0>

P>0> = 3 > > 9 = 27 Вт

Сопротивление нагрузки :

R>н> = > > = 6 Ом

Номинальное напряжение сети :

U>1> = 220 В

Относительное отклонение в сторону повышения :

a>max> = > >

a>max> = > > = 0,091

Относительное отклонение сети в сторону понижения

a>min> = > >

a>min> = > > = 0,091

Частота тока сети :

f>с> = 50 Гц

Определяем параметры диодов.

Амплитуда обратного напряжения :

U>обр>>. max> = 1,57 > > U>0> > > ( 1 + a>max >) ( 1 , ст. 323 )

U>обр. >>max> = 1,57 > > 9 > > (1 + 0,091 ) = 15,4 В

Среднее значение прямого тока :

I>пр>>.>>ср>>.> = 0,5 > > I>0> ( 1 , ст. 323 )

I>пр.ср.> = 0,5 > > 3 = 1,5 А

Действующее значение тока :

I>пр>>.> = 0,707 > > I>0> ( 1 , ст. 323 )

I>пр.> = 0,707 > > 3 = 2,2 А

По результатам расчётов выбираем по справочнику диоды с учётом того , что обратное напряжение U>обр. >>max> , приложенное к диоду , должно быть меньше максимального обратного напряжения для выбранного типа диода , а ток I>пр.ср> должен быть меньше предельно допустимого среднего значения тока , указанного в справочнике.

Исходя из выше перечисленных условий выбираем для выпрямителя диоды КД 202 Г с параметрами :

I>пр.ср.>>max> = 4 А ( 3 , ст. 36 )

U>обр.>>max> = 200 В

U>пр.ср.> = 1,5 В

I>пр.имп.> = 3 А

I>обр.> = 0,05 А

Определяем сопротивление трансформатора R>тр.> , диода R>пр.> и по их значениям находим сопротивление фазы выпрямителя R>ф>.

R>тр.> = > > ( 1 , ст. 36 )

где

В – магнитная индукция , Тл ;

j – средняя плотность тока в обмотке трансформатора , > > .

Принимаем :

В = 1,3 Тл ( 1 , cт. 325 , табл. 9.5 )

j = 3 > > ( 1 , ст. 325 , табл. 9.6 )

R>тр.> = > > = 0,44 Ом

Определяем сопротивление фазы выпрямителя.

R>ф> = R>тр.> + 2 > > R>пр.>

где

R>пр.> – сопротивление диода.

R>пр.> = > >>.> ( 1 , ст. 322 )

R>пр.> = > > = 0,38 Ом

Тогда

R>ф> = 0,44 + 2 > > 0,38 = 1,2 Ом

ОПРЕДЕЛЯЕМ НАПРЯЖЕНИЕ ХОЛОСТОГО ХОДА.

U>0 >>хх> = U>0> + I>0> > > R>тр>>.> + U>пр.> > > N

где
N – число диодов , работающих одновременно.

Для мостовой схемы , которая принимается

N = 2 ( 1 , ст. 324 )

U>0 хх> = 9 + 3 > > 0,44 + 1,5 > > 2 = 13,2 В

Определяем параметры трансформатора , которые будут использоваться далее для его расчёта

Напряжение вторичной обмотки :

U>2 >= 1,11 > > U>0 хх> ( 1 , ст. 323 )

U>2 >= 1,11 > > 13,2 = 14,7 В

Ток во вторичной обмотке трансформатора :

I>2> = 1,2 > > I>0> ( 1 , ст. 323 )

I>2> = 1,2 > > 3 = 3,6 А

Ток в первичной обмотке трансформатора :

I>1> = I>2> > > > > ( 1 , ст. 323 )

I>1> = 3,6 > > > > = 0,24 А

Расчёт трансформатора.

Исходные данные для расчёта приведены выше :

напряжение питающей сети :

U>1 >= 220 В ;

напряжение вторичной обмотки :

U>2 >= 9 В ;

ток во вторичной обмотке :

I>2> = 3,6 А ;

ток в первичной обмотке :

I>1> = 0,24 А

Определяем габаритную мощность трансформатора :

S>г> = > > ( 1 , ст. 325 )

где

> > - коэффициент полезного действия.

> > = 0,8 ( 1 , ст. 325 )

S>г> = > > Вт

Определяем произведение площадей поперечного сечения стержня и площадь окна.

S>ст.> > > S>ок.> = > > ( 1 , ст. 325 )

где

S>кт> – площадь поперечного сечения стержня магнитопровода,см2

S>ок> – площадь окна , см2 ;

f>c> – частота питающей сети , Гц

f>c> = 50 Гц

В – магнитная индукция , Тл

Принимаем

В = 1,2 Тл ( 1 , ст. 326 )

j – плотность тока в проводах обмоток трансформатора , > >

Принимаем

j = 2,5 > > ( 1 , ст. 326 )

k>м > - коэффициент заполнения медью окна сердечника ;

Принимаем

k>м> = 0,37 ( 1 , ст. 326 )

k>с> – коэффициент заполнения сталью площади поперечного

сечения стержня магнитопровода ;

Принимаем

k>с> = 0,91 ( 1 , ст. 326 )

> > - коэффициент полезного действия.

S>ст.> > > S>ок.> = > > 60 см4 ( 1 , ст. 325 )

По найденному произведению S>ст.> > > S>ок> выбираем из справочных таблиц магнитопровод у которого данное произведение больше или равно расчётному. Для нашего случая ближе всего по характеристикам находится магнитопровод ПЛ 16> >32> >50 ( 1 , ст. 132 ).

Данные магнитопровода ПЛ 16> >32> >50

S>ст.> > > S>ок.> = 64 см4

S>ст.> = 5,12 см2

S>ок.> = 12,5 см2

Определяем число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.

W>1> = > > ( 1 , ст. 326 )

W>2 > = > > ( 1 , ст. 326 )

где

> >U – относительное падение напряжения в обмотках , В .

Принимаем :

> >U>1> = 5 % ( 1 , ст. 327 )

> >U>2> = 4 % ( 1 , ст. 327 )

В – магнитная индукция , Тл ;

S>ст.> – площадь стержня магнитопровода , см2 .

W>1> = > > = 1532 ( витков )

W>2 > = > > = 68 ( витков )

Определяем диаметр проводов обмоток ( без учёта изоляции ( толщины )), мм2

d>n> = > > ( 1 , ст. 326 )

диаметр проводов первичной обмотки , мм2

­­

d>1> = > > = 0,14 мм2

диаметр проводов вторичной обмотки , мм2

d>2> = > > = 1,2 мм2

Для вторичной обмотки выбираем наиболее близкое значение диаметра проводов из стандартного ряда :

d>2> = 1,3 мм2

Расчёт стабилизатора напряжения блока питания + 5 В .

Исходные данные :

входное напряжение :

U>вх> = 9 В ;

изменение входного напряжения :

U>вх> = > > 2 В ;

максимальный ток нагрузки :

I>н>> max> = 3,6 A ;

выходное напряжение :

U>вых.> = 5 В

Плавная регулировка напряжения ( выходного ) в пределах от 4 В до 6 В.

В качестве стабилизатора выбираем схему компенсационного транзисторного стабилизатора напряжения последовательного типа.

Стабилизатор состоит из регулирующего элемента( транзисторы ), усилителя постоянного тока , источника опорного напряжения , делителя напряжения и резисторов . Предусмотрена возможность регулировки выходного напряжения - для этого в цепь делителя включён переменный резистор.

Регулирующий элемент состоит из трёх транзисторов . Данное количество выбрано исходя из того , что ток нагрузки превышает 2А ( 1 , ст. 328 ).

Стабилизатор выполнен на транзисторах структуры n = p = n.

Определяем параметры и выбираем транзисторы.

Транзистор VT1

Определяем максимальный ток коллектора :

I>к >>max> = 1,2 > > I>н >>max> ( 1 , ст. 329 )

I>к >>max> = 1,2 > > 3,6 = 4,3 А

Определяем максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

U>к э >>max> = U>вх.> + > >U>вх.> – U>вых. >( 1 , ст. 329 )

> >

U>к э >>max> = 9 + 2 – 5 = 6 В

Определяем предельную рассеиваемую мощность коллектора :

Р>к> = U>к э >>max> > > I>к >>max> ( 1 , ст. 329 )

Р>к> = 6 > > 4,3 = 25,8 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT1 , удовлетворяющий условиям :

U>к э ,1 >>max> > > U>к э >>max>

I>к>> 1 max> > > I>к>> max >

P>к 1 >> > P>к>

Приведённым условиям удовлетворяет транзистор КТ 805 Б с параметрами :

Р>к > = 30 Вт

U>к э >>max> = 135 В

I>к >>max> = 5 А

h>2 1 э> = 15

I>к б 0 >= 70 м А

Транзистор VT 2

Максимальный ток коллектора :

I>к>> max> = > > ( 1 , ст. 329 )

I>к >>max> = > > = 0,3 А

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

U>к э >>max> = U>вх. >+> >U>вх.> – U>вых. >( 1 , ст.329 )

U>к э >>max> = 9 + 2 – 5 = 6 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

P>к> = U>к э >>max> > > I>к >>max>> >

P>к> = 6 > > 0,3 = 1,8 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор удовлетворяющий условиям , которые указаны в расчётах транзистора VT1.

Приведённым условиям удовлетворяет транзистор КТ 603 А с параметрами:

P>к> = 2 Вт

U>к э >>max> = 30 В

I>к >>max> = 0,3 А

h>2 1 э> = 15

I>к б 0 >= 10 м> >А

Транзистор VT 3

Максимальный ток коллектора :

I>к>> max> = > > ( 1 , ст. 329 )

I>к >>max> = > > = 0,02 А

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

U>к э 3 >>max> = U>к э 2 >>max>> > ( 1 , ст. 329 )

U>к э 3 >>max> = 6 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

Р>к> = U>к э >>max> > > I>к >>max>

Р>к> = 6 > > 0,02 = 0,12 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT3. Расчётным параметрам удовлетворяет транзистор КТ 315 А с параметрами :

Р>к >>max> = 0,15 Вт

U>к э >>max> = 25 В

I>к >>max> = 0,1 А

h>2 1 э> = 20

I>к б 0 >= 10 м к А

Транзистор VT 4

Максимальный ток коллектора :

I>к >>max> = 5 > > 10-3 А ( 1 , ст. 329 )

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

U>к э >>max> = U>вых.> + > >U>вых.> – U>V>> >>D>> 1> ( 1 , ст. 329 )

U>к э >>max> = 5 + 1 – 3 = 3 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

Р>к >>max> = I>к >>max> > > U>к э >>max>

Р>к >>max> = 5 > > 10-3 > > 3 = 1,5 > > 10-2 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT 2. Расчётным параметрам удовлетворяет транзистор КТ 315 Ж с параметрами :

Р>к >>max> = 100 мВт

U>к э >>max> = 15 В

I>к >>max> = 5 > > 10-2 А

h>2 1 э> = 30

Выбираем стабилитрон VD 1.

Определяем напряжение стабилизации стабилитрона :

U>ст.> = U>вых.> - > >U>вых.> – 2 ( 1 , ст. 329 )

U>ст.> = 5 – 1 – 2 = 3 В

По расчитанному напряжению стабилизации выбираем в справочнике стабилитрон наиболее подходящий по параметрам

КС 133 А с параметрами :

U>ст. ном.> = 3,3 В

I>ст. ном.> = 0,03 А

Рассчитываем номиналы сопротивлений :

R>1> = > > кОм ( 1 , ст. 329 )

R>1> = > > = 0,0225 кОм = 22,5 Ом

Выбираем значение R>1> ближайшее из стандартного ряда R>1> =24 Ом

R>2> = > > ( 1 , ст. 329 )

R>2> = > > = 175 Ом

Выбираем ближайшее значение из стандартного ряда и принимаем R>2> = 180 Ом.

R>3> + R>4 > + R>5 >= > >R>дел.> ( 1 , ст. 329 )

> >R>дел.> = > > ( 1 , ст. 329 )

> >R>дел.> = > > = 833 Ом

R>4 >= > > ( 1 , ст. 329 )

R>4 >= > > 146 Ом

Выбираем номинал сопротивления из стандартного ряда :

R>4 >= 150 Ом

R>5> = > > ( 1 , ст. 329 )

R>5> = > > = 458 Ом

Принимаем для R>5> ближайшее значение из стандартного ряда

R>5> = 470 Ом

R>3> => >R>дел.> - R>4> - R>5 > ( 1 , ст. 329 )

R>3> = 833 – 150 – 470 = 213 Ом

Принимаем значение R>3> ближайшее из стандартного ряда

R>3> = 200 Ом

R>6> = > > ( 1 , ст. 329 )

R>6> = > > = 71 Ом

Из стандартного ряда принимаем :

R>6> = 73 Ом

R>7> = > > ( 1 , ст. 329 )

Выбираем значение R>7> ближайшее из стандартного ряда :

R>7> = 510 Ом

Определяем рассеиваемую мощность на сопротивлениях :

P = > >

P>1> = > >

P>1> = > > = 1,4 Вт

P>2> = > >

P>2> = > > = 0,166 Вт

Р>3> = I>дел>>.>2 > > R>3>

I>дел.> = > >

I>дел.> = > > = 0,009 А

Р>3> = 0,0092 > > 200 = 0,087 Вт

Р>4> = I>дел.>2 > > R>4>

Р>4> = 0,0092 > > 150 = 0,073 Вт

Р>5> = I>дел.>2 > > R>5>

Р>5> = 0,0092 > > 470 = 0,1 Вт

Р>6> = > >

Р>6> = > > = 0,34 Вт

Р>7> = I>к б 0 2 >> > R>7>

Р>7> = 0,012 > > 510 = 0,051 Вт

Мощность сопротивлений выбираем из стандартного ряда с номиналом большим , чем расчитанная рассеиваемая мощность.

R>1 >= 2 Вт

R>6> = 0,5 Вт

R>2> = 0,125 Вт

R>3> = 0,125 Вт

R>4> = 0,125 Вт

R>5> = 0,125 Вт

R>7> = 0,125 Вт

По результатам вышеприведённых расчётов записываем параметры схемы стабилизатора.

VT 1 – КТ 805 Б

VT 2 – КТ 603 А

VT 3 – КТ 315 А

VT 4– КТ 315 Ж

VD 1 – КС 133 А

VD 2 – КД 202 Г

VD 3 – КД 202 Г

VD 4 – КД 202 Г

VD 5 – КД 202 Г

С 1 – 1000 мкФ ; 25 В

R 1 – 24 Ом ; 2Вт

R 2 – 180 Ом ; 0,125 Вт

R 3 – 200 Ом ; 0,125 Вт

R 4 – 150 Ом ; 0,125 Вт – переменный резистор.

R 5 – 470 Ом ; 0,125 Вт

R 6 – 73 Ом ; 0,5 Вт

R 7 – 510 Ом ; 0,125 Вт

Описание работы стабилизированного источника питания 5 В.

Источник питания функционально состоит из понижающего трансформатора , выпрямителя и стабилизатора.

Переменное напряжение и вторичной обмотки трансформатора Тр 1 поступает на выпрямитель VD2 > > VD5. Выпрямитель выполнен на мостовой схеме , данная схема выпрямления из всех вариантов двухполупериодных выпрямителей обладает наилучшими технико – экономическими показателями. После выпрямления напряжения сглаживается конденсатор С1. Далее напряжение порядка 7 > > 9 В поступает на стабилизатор , который автоматически поддерживает постоянство напряжения на нагрузке с заданной степенью точности. В нашем случае применён транзисторный стабилизатор напряжения компенсационного типа.

Стабилизатор состоит из регулирующего элемента ( VT 1 > > VT 3 ). Схемы сравнения ( VT 4 ) , источника опорного напряжения ( VD 1 , R 2 ) , делителя напряжения ( R 3 > > R 5 ) и резисторов ( R 6 , R 7 ) , обеспечивающих режим транзисторов ( VT 2 , VT 3 ). Предусмотрена возможность регулировки выходного напряжения , для этого в цепь делителя включён переменный резистор R 4.

Работа стабилизатора : схема свравнения выполнена на транзисторе VT 4. Стабилитрон VD 1 фиксирует потенциал эмиттера VT 4. Потенциал базы зависит от тока с протекающего через R 3, R4, R 5. С помощью переменного резистора R 4 выставляем точно , нужное напряжение +5 В. Если напряжение на нагрузке , например увеличилось , то это будет означать то , что ток через R 3 , R 4 , R 5 тоже увеличивается.

Следовательно , потенциал базы транзистора VT 4 станет более положительным по отношению к эмиттеру , чем был раньше. Поэтому транзистор VT 4 приоткроется , потенциал базы транзистора VT 3 уменьшится. Следовательно , транзистор VT 3 прикроется и соответственно прикроются транзисторы VT 2 и VT 1. В результате напряжение на эмиттере транзистора VT 1 уменьшится , а напряжение на нагрузке останится неизменным. Аналогично стабилизатор будет работать и при уменьшении напряжения на нагрузке.

4.5 АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ГАЛЬВАНИРОВАНИЯ

Алгоритм программы работы системы управления автоматической линии гальванирования построен на основе требования опроса датчиков положения , расположенных на пути следования автооператора и в зависимости от их состояния выдачи соответствующей команды.

Алгоритм работы системы управления автоматической линии гальванирования приведён на чертеже.

Данный алгоритм в режиме отработки цикла осуществляет опрос состояния датчиков положения автооператора.

При срабатывании соответствующего датчика алгоритм осуществляет подачу соответствующей команды на выполнение соответствующей технологической операции , после окончания которой продолжается отработка цикла , пока не закончится время работы линии или не закончится технологический процесс предварительной обработки деталей. В этом случае алгоритм осуществляет переход к началу технологического процесса.














5.9. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением управляющих вычислительных машин.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением управляющих вычислительных машин являются последним достижением в области систем управления автоматической гальванической линией.

Такие системы предназначены как для решения всех задач управления , выполняемых обычными средствами управления , так и для решения оптимизационных задач , а также задач , связанных с выполнением расчётов и логических операций.

Применение управляющих вычислительных машин позволяет решить вопрос об автоматизации гальванических цехов с мелкосерийным характером производства при большой номенклатуре партий деталей.

Особенно большое развитие эти системы должны получить при создании гибкого автоматизированного производства гальванопокрытий ( ГАП – Г ).

Требования к системе управления гальванопокрытий , разработанные комиссией по автоматизации гальванического производства , в рамках общих требований к оборудованию единой государственной системы гибкого автоматизированного производства гальванопокрытий ЕГС ГАП – Г предусматриваются все контролирующие и управляющие функции в ГАП – Г выполнять пятью подсистемами управления : подготовкой производства ; транспортно – складским комплексом ; нанесением покрытий ; очистными сооружениями ; оперативного управления цехом.

Цепочка технологических операций , разбивка их по подсистемам управления и связи между подсистемами показаны на рисунке 1. Система управления выполняется по принципу децентрализованной распределённой системы и имеет три уровня управления.









Рисунок 1. Система управления гибким автоматизированным

производством гальванических покрытий :

1 – участок поступления деталей в цех ;

2 – транспортные средства ;

3 – склад деталей ;

4 – накопитель подвесок ;

5 – перегрузчик подвесок ;

6 – накопитель штанг ;

7 - гальваническая линия ;

8 – усреднитель стоков ;

9 – очистные устройства ;

10 – отстойник ;

11 – участок выдачи деталей ;

12 – участок подготовки деталей под покрытие ;

13 – участок приготовления и раздачи электролитов ;

14 – склад химикатов ;

15 – участок финишной обработки.

Независимо от подчинённости элементной базы внутри гальванической линии на механических узлах , все уровни гальванической линии передают информацию через крейты контроллера « TOYОPUC - L » , и так же получают от него сигналы на управление исполнительными элементами , в том числе управления транспортно – складским комплексом , гальваническими линиями и очистными сооружениями.

Подсистема управления транспортно – складским комплексом обслуживает технологическую цепочку от входа деталей в цех до гальванических линий. Подсистема в общем виде содержит две самостоятельные части : управление транспортно – накопительными устройствами и управление складом.

Подсистема управления транспортно – накопительными устройствами выполняет следующие функции :

входной контроль деталей , поступающих в цех ;

управление синхронной подачей подвесок , деталей штанг и дополнительной оснасткой на монтажные моста ;

управление подачей подвесок с деталями на линию в соответствии с темпом загрузки линии ;

обеспечение монтажников и операторов необходимой для эксплуатации системы информацией ;

выходной контроль деталей.

Подсистема управления складом выполняет следующие функции :

создание и эксплуатация банка данных по деталям и оснастке ;

формирование входных и выходных документов ;

управление кранами – штабелерами автоматизированного склада ;

диагностирование системы управления и технологического оборудования.

Подсистема управления подготовкой производства решает задачи подготовки технологического оборудования , поверхности деталей , технологической документации и выполняет следующие функции :

управление подготовкой поверхности деталей под покрытие ;

управление централизованным приготовлением и раздачей электролитов и корректирующих растворов ;

формирование сменно – суточного задания ( для каждой гальванической линии ).

Подсистема оперативного управления цехом выполняет следующие функции :

учёт хода производственного процесса за смену , сутки , месяц ;

выдачу справочной информации по запросу ;

выдачу учётно – отчётных документов ;

учёт баланса деталей по цеху ;

учёт отклонений от плановых заданий ;

связь с системами высшего уровня ( АСУ ).

Подсистема управления очистными сооружениями выполняет следующие функции :

контроль за составом сбрасываемых вод ;

изменения уставок на локальных системах управления ;

учёт прихода и расхода материалов и химикатов ;

выдачу по запросу нормативных материалов ;

составление ведомости дефицита материалов и химикатов ;

прогнозирование возможности обеспечения принятия стоков при формировании сменно – суточных планов ;

диагностирование состояния системы управления и оборудования.

Подсистема управления гальваническими линиями обеспечивает управление автоматическими линиями нанесения покрытий и выполняет следующие функции :

управление транспортированием деталей по линии ;

управление током в электролитических ваннах ;

контроль и управление коррекцией электролитов ;

контроль и регулирование температуры , уровня, расхода воды;

оптимизацию параметров процесса ;

диагностирование технической неисправности работы системы управления и оборудования.

Экономическая эффективность внедрения гибких автоматизированных гальванических линий определяется на основании “ Методики ( основные положения ) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники , изобретений и рационализаторских предложений ”.

Согласно методике экономическая эффективность автоматизированной гальванической линии определяется для экономического обоснования выбора наилучшего варианта создания и внедрения автоматизированной гальванической линии и расчёта фактической экономической эффективности внедрения автоматизированной гальванической линии.

Решение о целесообразности создания и внедрения автоматизированных гальванических линий должно приниматься на основе экономического эффекта , определяемого исходя из годового объёма гальванического производства линий в расчётном году ( годового экономического эффекта ).

Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведённых затрат базового и нового вариантов новой техники.

Сопоставимость вариантов. При определении годового экономического эффекта должна быть обеспечена сопоставимость сравниваемых вариантов по следующим параметрам : объёму продукции ; качественным параметрам ; фактору времени ( лаг времени ) ; социальным факторам производства и использования продукции ; методам исчисления показателей.

Для сопоставимости вариантов по объёму производимой продукции расчёты экономической эффективности проводятся на одинаковую программу по покрываемой поверхности .

Так как на автоматизированной линии качество покрываемой поверхности значительно выше , чем при ручной обработке или на механизированной линии , для сопоставимости вариантов по качественным параметрам базовый вариант следует дополнить операциями ,применение которых устранит эти различия.Кроме того , привести сопоставимые варианты к тождественному качеству можно в сфере эксплуатации с помощью коэффициентов , получаемых путём сравнения долговечности покрытия.

Для сопоставимости вариантов по социальным условиям ( охрана труда , техника безопасности и т. д . ) следует в базовом варианте учесть дополнительные капитальные и текущие затраты , которые могут обеспечить те же социальные условия , что и применение автоматизированной линии.

При расчёте годового экономического эффекта от внедрения автоматизированной гальванической линии необходимо учитывать фактор времени в том случае , когда капитальные вложения осуществляются в течение ряда лет , а также когда текущие издержки и результаты производства вследствии изменения режима работы автоматизированной гальванической линии существенно меняются по годам эксплуатации.

При проектировании гибких автоматизированных гальванических линий необходимо выполнить оценку трудоёмкости вариантов автоматизированного производства с учётом мероприятий по защите окружающей среды. При этом базовый вариант следует привести в сопоставимый вид по показателям производительности и качества выпускаемой продукции. Другими словами , при экономических расчётах необходимо также учитывать полноту выполнения технологических процессов в сравниваемых вариантах.

Особое внимание следует обратить на расчёт затрат водоиспользования. В условиях возрастающих требований к охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов следует ожидать ужесточения норм расхода воды и резкого повышения цен на сверхнормативный расход ресурсов.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА

Потребность в значительном росте производства продукции машиностроения , повышении качества выпускаемой продукции , сокращения материально – энергетических ресурсов при изготовлении изделий диктует необходимость обеспечить надёжную работу линии гальванирования.

Предлагаемый вариант имеет возможность перепрограммироваться , что даёт возможность изменять режимы работы линии для улучшения качества продукции под покрытие.

Производится автоматический контроль температуры в ваннах , тем самым экономя пар для технологических целей.

Контроль всех технологических условий и технологического процесса осуществляет программируемый японский контроллер « TOYОPUC – L » , а в случае неисправности передаёт информацию оператору и тем самым облегчая работу , улучшая условия труда и снижение себестоимости продукции.

5.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ТАБЛИЦА 1.

НАИМЕНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

ОБОЗ-

НАЧЕ-НИЕ.

РАЗ-

МЕР-

НОСТЬ

ВЕЛИЧИНА ПО ВАРИАНТАМ

1

2

- 1 -

- 2 -

- 3 -

- 4 -

- 5 -

    Тип или модель оборудования.

    Затраты на проектирование.

    Балансовая стоимость единицы оборудования.

    Стоимость программируемого контроллера « TOYOPUC –L ».

    Количество контроллеров.

    Площадь занимаемая линией.

    Покупные изделия (диоды , резисторы и т.д.).

    Коэффициент учитывающий дополнительную площадь.

    Стоимость 1 м2 производственной площади.

- 1 -

10.Стоимость 1 м2 служебно – бытовых помещений.

11.Количество занятых операторов.

12.Амортизационные отчисления оборудования.

13.Амортизационные отчисления производственных и служебно – бытовых помещений.

14.Площадь служебно – бытовых помещений , приходящаяся на 1 работника.

15.Установленная мощность электро-двигателя.

16.Категория ремонтной сложности основной части оборудования

механическая часть

электрическая часть

17.Затраты на все виды ППР и межремонтный цикл основной части оборудования :

механическая часть

электрическая часть.

- 1 -

    Стоимость содержания 1 м2 площади производственного помещения.

19.Годовая программа.

20. Стоимость содержания 1 м2 площади служебно – бытовых помещений.

    Стоимость 1 кВт – ч электроэнергии.

    Коэффициент , учитывающий транспортно – заготовительные расходы и пуско – наладочные работы.

    Коэффициент загрузки оборудования.

    Коэффициент , учитывающий использование электро-двигателя :

по мощности

по времени.

    Эффективный годовой фонд времени работы оборудования.

- 1 -

    Коэффициент , учитывающий потери в сети.

    Коэффициент полезного действия линии.

    Норма штучного времени на изделие.

    Часовая тарифная ставка операторов.

30.Коэффициенты , учитывающие величину :

    доплат к тарифному фонду ;

    дополнительной зарплаты ;

    отчислений на социальное страхование ;

    выполнение норм.

31.Цена пара.

32.Часовой расход пара.

- 1 -

33.Норма народно – хозяйственной эффективности дополнительных капитальных вложений.

34.Число часов между двумя смежными капитальными ремонтами оборудования.

35.Коэффициенты учитывающие :

    тип производства ;

    материал детали ;

    условия эксплуатации оборудования ;

    массу оборудования;

    затраты на ремонт электрической части оборудования.

-

С>кп>

Ц>об>

Ц

Р>п>

S

Ц>пок.>

> >

Ц>пл.>

- 2 -

Ц>пл.б.>

Р>о>

N>а1>

N>а2>

S>б>

N

Н>м>

Н>э>

R>м>

R>э>

- 2 -

Н>пл.>/

Q>г>

Н>пл.>

Ц>э>

> >

> >

k>м>

k>вр>

Ф>об>

- 2 -

У

> >

t>шт>

С>rm>

k>дт>

k>дз>

k>сс>

k>в>

Ц>п>

q>п>

- 2 -

Е

А>рц>

> >>1>

> >>2>

> >>3>

> >>4>

k>э>

-

руб.

руб.

руб.

шт.

м2

руб.

-

руб.

- 3 -

руб.

чел.

%

%

> >

кВт

ед.

ед.

руб.

руб.

- 3 -

> >

шт

> >

> >

-

-

-

-

час

- 3 -

-

-

> >

> >

-

-

-

-

> >

> >

- 3 -

> >

> >

-

-

-

-

-

Гальваническая

-

240000

-

-

51

1,5

1000

- 4 -

1400

6

10

9,1

7

5,5

10

15

750

500

- 4 -

100

51000000

200

0,24

1,1

0,85

0,8

0,7

5465

- 4 -

1,05

0,95

0,0001071

2,23

1,30

1,09

1,39

1,1

8,25

273

- 4 -

0,15

24000

1

0,85

1

1

1,3

линия.

расчёт

2214,32

расчёт

361879,49

6000

1

51

2000

1,5

1000

- 5 -

1400

6

10

9,1

7

5,5

10

15

750

500

- 5 -

100

51000000

200

0,24

1,1

0,85

0,8

0,7

5465

- 5 -

1,05

0,95

0,0001070

2,23

1,30

1,09

1,39

1,1

8,25

расчёт

- 5 -

0,15

24000

1

0,85

1

1

1,3


5.3. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА КОНСТРУИРОВАНИЕ

С>кп> = К>н > > > Т>кп> > > С>чк> руб ( 10 ст. 39 )

где

С>чк> – средняя часовая заработная плата инженерно технических работников , > > ;

К>н> – коэффициент , учитывающий величину накладных расходов в отделе

К>н> = 1,4 > > 1,5

Т>кп> – суммарные затраты времени на конструкторскую подготовку , > >

Т>кп > = Н>1> + Н>2> + Н>3> + Н>4> + Н>5> + Н>6>

где

Н>1> – норма времени на разработку технического задания ;

Н>2> - норма времени на разработку технического проекта ;

Н>3> - норма времени на разработку чертежей общего вида на стадии эскизного проекта ;

Н>4> - норма времени на разработку чертежей общего вида на стадии технического проекта ;

Н>5> - норма времени на разработку схем изделий ;

Н>6> - норма времени на разработку чертежей деталей на стадии рабочего проекта.

Т>кп > = 43,0 + 164 + 30,6 + 26,6 + 76,5 + 24,7 = 365,4 > >

С>кп> = 365,4 > > 1,5 > > 4,04 = 2214,32 руб.

5.4. РАСЧЁТ ЦЕН НА НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

5.4.1. ЗАТРАТЫ НА МАТЕРИАЛЫ

В затраты на материалы взята стоимость программируемого контроллера « TOYOPUC – L ».

С>м> = Ц

С>м> = 6000 > >

5.4.2. ЗАТРАТЫ НА ПОКУПНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

С>пок> = Ц>об1> + Ц>пок>

где

Ц>об1> – базовая балансовая стоимость единицы оборудования,руб;

Ц>пок> – покупные изделия ( диоды , резисторы и т.д. ) , руб.

С>пок> = 240000 + 2000 =242000 руб

5.4.3. ЗАТРАТЫ НА ЗАРАБОТНУЮ ПЛАТУ

Затраты на заработную плату по оборудованию укрупнённо можно определить из соотношения удельных весов оборудования и заработной платы в себестоимости аналогичных видов продукции на основании заводских и справочных данных о структуре оборудования , > >.

С>з> = > > ( 10 , ст. 42 )

где

С>м> – затраты на материалы ;

У>м> – удельный вес затрат на оборудование в себестоимости аналогичной продукции ;

У>з> - удельный вес затрат на заработную плату в себестоимости аналогичной продукции .

С>з> = > > = 3937,5 > >

5.4.4. КОСВЕННЫЕ РАСХОДЫ

Включают сумму цеховых , общезаводских расходов , > >.

С>кр> = > > ( 10 , ст. 42 )

где

С>з> – затраты на заработную плату , > > ;

У>цр> – процент цеховых косвенных расходов на предприятии ;

У>оз> – процент общезаводских косвенных расходов на предприятии .

С>кр> = > > = 12600 > >

5.4.5. ВНЕПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАСХОДЫ

Принимаются в размере 3 – 6 % от производственной себестоимости , > >

С>вн> = 0,03 > > 0,06 > > ( С>м> + С>пок> + С>з>+ С>кр> ) ( 10 , ст. 42 )

где

С>м> – затраты на оборудование , > > ;

С>пок> – затраты на покупные изделия , > > ;

С>з> – затраты на заработную плату , > > ;

С>кр> – косвенные расходы , > >.

С>вн> = 0,03 > > ( 6000 + 242000 + 3937,5 + 12600 ) = 7936,12 > >

5.4.6. СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОДУКЦИИ НОВОГО ИЗДЕЛИЯ

С>полн> = С>м> + С>пок> + С>з>+ С>кр> + С>вн> ( 10 , ст. 42 )

С>м> – затраты на оборудование , > >;

С>пок> – затраты на покупные изделия , > >;

С>з> – затраты на заработную плату , > >;

С>кр> – косвенные расходы , > > ;

С>вн> – внепроизводственные расходы , > >.

С>полн> = 6000 + 242000 + 3937,5 + 12600 + 7936,12 = 272473,62 руб

5.4.7. ЦЕНА НА НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Ц>об2> = С>полн> + П + НДС + С>кп> ( 10 , ст. 42 )

где

С>полн> – величина затрат на производство ( себестоимость ) продукции , > > ;

П – нормативная прибыль.

Нормативная прибыль определяется на основе утверждённых по соответствующим группам продукции нормативов рентабельности к себестоимости за вычетом стоимости использованных сырья , топлива , энергии , материалов , полуфабрикатов и комплектующих изделий ;

НДС – налог на добавленную стоимость ;

С>кп> – величина затрат на конструкторскую подготовку.

Ц = 272473,62 + 27247,36 + 59944,19 + 2214,32 = 361879,49 руб.

5.5. РАСЧЁТ ЕДИНОВРЕМЕННЫХ ВЛОЖЕНИЙ

5.5.1. ЗАТРАТЫ НА ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В качестве базового принимается оборудование действующего предприятия , при расчёте К>об1> принимается балансовая стоимость конкретной модели базового оборудования.

По базовому варианту :

К>об1> = 240000 руб

В качестве предлагаемого принимается цена на новое оборудование.

По предлагаемому варианту :

К>об2> = 361879,49 руб

5.5.2. СТОИМОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПЛОЩАДИ

К>зд> = > >Ц>пл> > > ( S>i> + S>у>>i> ) > > > > > > P>ni> ( 9 , ст. 18 )

где

Ц>пл> – стоимость 1 м2 площади цеха , руб. ;

S>i> – площадь занимаемая оборудованием i – ой модели , м2 ;

S>у>>i> - площадь занимаемая выносными вспомогательными устройствами к i – ой модели , м2 ;

P>ni> – принятое количество основного оборудования i – ой модели , шт. ;

> > - коэффициент , учитывающий дополнительную площадь ;

n – количество моделей оборудования.

По базовому варианту :

К>зд1> = 51 > > 1,5 > > 1000 = 76500 руб

По предлагаемому варианту :

К>зд2> = 51 > > 1,5 > > 1000 = 76500 руб

5.5.3. СТОИМОСТЬ СЛУЖЕБНО – БЫТОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

К>сл> = Ц>пл. б> > > S>б >> > Р ( 9 , ст. 18 )

где

Ц>пл. б> – стоимость 1 м2 служебно – бытовых помещений , руб ;

S>б> – площадь служебно – бытовых помещений , приходящихся на одного работника , > > ;

Р – численность занятых , чел.

По базовому варианту :

К>сл1> = 1400 > > 6 > > 7 = 58800 руб

По предлагаемому варианту :

К>сл2> = 1400 > > 6 > > 7 = 58800 руб

5.5.4. ЕДИНОВРЕМЕННЫЕ ВЛОЖЕНИЯ

К = К>об> + К>зд> + К>сл>

где

К>об> – затраты на основное оборудование , руб ;

К>зд> – стоимость производственной площади , руб ;

К>сл> – стоимость служебно – бытовых помещений , руб .

По базовому варианту :

К>1> = 240000 + 76500 + 58800 = 375300 руб

По предлагаемому варианту :

К>2> = 361879,49 + 76500 + 58800 = 497179,49 руб

5.5.5. Удельные капитальные вложения

К>уд> = > >

где

К – единовременные капитальные вложения руб ;

Q>г> – годовая программа , > >.

По базовому варианту :

К>уд1> = > > = 0,0073588 руб/ед/г

По предлагаемому варианту :

К>уд2> = > > = 0,0097486 руб/ед/г

5.6. РАСЧЁТ СЕБЕСТОИМОСТИ ПО ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ СТАТЬЯМ ЗАТРАТ ( ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ )

5.6.1. ЗАРАБОТНАЯ ПЛАТА ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ С ОТЧИСЛЕНИЯМИ НА СОЦИАЛЬНОЕ СТРАХОВАНИЕ.

С>зо> = > >С>rm> > > k>дт> > > k>дз> > > k>сс> > > t>шт>>i> ( 10 , ст.19 )

где

С>rm> – часовая тарифная ставка основных рабочих , > > ;

k>дт> – коэффициент , учитывающий величину : доплата к тарифному фонду ;

k>дз> – коэффициент , учитывающий величину : дополнительной зарплаты ;

k>сс> – коэффициент , учитывающий величину : отчислений на социальное страхование ;

t>шт>>i> – норма штучного времени на изделие , > >.

По базовому варианту :

С>зо1> =2,23 > > 1,3 > > 1,09 > > 1,39 > > 0,0001071 = 0,0004704 > >

По предлагаемому варианту :

С>зо2> = 2,23 > > 1,3 > > 1,09 > > 1,39 > > 0,0001070 = 0,0004699 > >

5.6.2. РАСЧЁТ АМОРТИЗАЦИОННЫХ ОТЧИСЛЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ И ПЛОЩАДЕЙ

С>а> = > > ( 10 , ст. 19 )

где

Ц>i> – стоимость i – го вида оборудования или площадей , имеющих различные нормативы амортизационных отчислений , руб ;

N>а>>i> – норматив амортизационных отчислений по i – му виду оборудования или площадей , % ;

q – число видов оборудования или площадей , имеющих различные нормы амортизационных отчислений ;

Q – годовая программа ,> >.

По базовому варианту :

С>а1> = > > = 0,0006770 > >

По предлагаемому варианту :

С>а2> = > > = 0,0009509 > >

5.6.3. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

С>р> = > > ( 10 , ст. 19 )

где

Н>м>>i> – годовой норматив затрат на единицу ремонтной сложности механической части i – го оборудования , > > ;

R>м>>i> – количество единиц ремонтной сложности механической части оборудования , ед ;

H>э>>i> - годовой норматив затрат на единицу ремонтной сложности электрической части i – го оборудования , > > ;

R>э>>i> - количество единиц ремонтной сложности электрической части оборудования , ед ;

k>э>>i> – затраты на ремонт электрической части оборудования ;

t>шт> – норма штучного времени на изделие , > > ;

А>рц> – число часов между двумя смежными капитальными ремонтами оборудования > > ;

> >>1> – коэффициент учитывающий тип производства ;

> >>2> – коэффициент учитывающий материал детали ;

> >>3> – коэффициент учитывающий условия эксплуатации оборудования ;

> >>4> – коэффициент учитывающий массу оборудования ;

r – количество основного и вспомогательного оборудования .

По базовому варианту :

С>р1> = > >

По предлагаемому варианту :

С>р2> = > >

5.6.4. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ , ЗАНЯТЫХ ОБОРУДОВАНИЕМ И СЛУЖЕБНО – БЫТОВЫМИ ПОМЕЩЕНИЯМИ

С>п> = > > ( 9 , ст. 22 )

где

Н>пл> – стоимость содержания 1 м2 площади цеха , руб ;

S – площадь , занимаемая оборудованием по габаритам , м2 ;

S>у> - площадь , занимаемая выносными вспомогательными устройствами , м2 ;

> > - коэффициент , учитывающий дополнительную площадь ;

Р>n> – количество основного и вспомогательного оборудования ;

Н/>пл> – стоимость содержания 1 м2 служебно – бытовых помещений , руб ;

S>б> – площадь служебно – бытовых помещений , приходящаяся на 1 работника , > > ;

Р – численность работников , чел ;

Q>г> – годовая программа , > >.

По базовому варианту :

С>п1>= > >

По предлагаемому варианту :

С>п2> = > >

5.6.5. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА СИЛОВУЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

С>э> = > > ( 10 , ст. 19 )

где

Ц>э> – стоимость 1 кВт – ч электроэнергии , > > ;

N – установленная мощность электродвигателя , кВт ;

k>м> – коэффициент , учитывающий использование электро – двигателей по мощности ;

k>вр> – коэффициент , учитывающий использование электро – двигателей по времени ;

> >- коэффициент загрузки оборудования ;

У – коэффициент , учитывающий потери в сети ;

> > - коэффициент полезного действия двигателей ;

k>в> – коэффициент , учитывающий выполнения норм.

По базовому варианту :

С>э1> = > >

По предлагаемому варианту :

С>э2> = > >

5.6.6. Прочие цеховые расходы

С> пр> = ( 0,5 > > 0,6 ) > > С>зо>

где

С>зо> – заработная плата рабочих с отчислениями на социальное страхование , > >.

По базовому варианту :

С> пр1> = 0,5 > > 0,0001071 = 0,0002352 > >

По предлагаемому варианту :

С> пр2> = 0,5 > > 0,0001070 = 0,0002349 > >

5.6.7. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА ПАР ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ

По базовому варианту :

273 кг в час ,

Затраты пара по базовому варианту в год :

С>пар1> = q>n> > > Ф>об> > > Ц>п>

где

q>n> – часовой расход пара ,> >;

Ф>об> – эффективный годовой фонд времени работы оборудования , час

Ц>п> – цена пара , > >.

С>г пар1> = 273 > > 5465 > > 8,25 = 56808675 > >

Тогда затраты пара по базовому варианту на единицу детали :

С>пар1> => >

где

С>г пар1> – цена затрат пара в год , руб ;

Q>г> – годовая программа , > >.

С>пар1> = > >

По предлагаемому варианту :

расход пара на разогрев изделий :

Д = > > ( 8 , ст. 109 )

где

r – теплота парообразования , > >> > ;

x – принятая степень сухости пара .

количество теплоты :

Q = c > > > > > > ( t>2> – t>1> )

где

с – удельная теплоёмкость материала изделий , > > ;

> > - производительность по массе , > > ;

t>1> – начальная температура , К ;

t>2> – конечная температура , К .

тогда

Д = > > = k>n> > >> >

где

с – удельная теплоёмкость материала изделий , > > ;

> > – производительность по массе , > > ;

t>1> – начальная температура , К ;

t>2> – конечная температура , К ;

r – теплота парообразования > >

r = 2171 > > 103 > >

х – принятая степень сухости пара

х = 0,95

где

k>n> = 0,0108 ( 8 , ст. 114 )

> > = 1350 > >

Д = 0,0108 > > 1350 = 14,58 > >

Для промывочных ванн :

Д//>р> = Д>р> + Д>в>

где

Д>р> – рабочий режим , > >

> >Д>в> = > > ( 8 , ст. 114 )

где

Q>в> – расход теплоты на нагрев вновь поступающей воды ;

r – теплота парообразования > > ;

х – принятая степень сухости пара .

Расход теплоты на нагрев вновь поступающей воды :

Q>в> = > >

где

> > – расход воды на промывку , > > ;

с – теплоёмкость воды , > > ;

> > плотность воды , > > ;

> > - разность между начальной и конечной температурой .

Д>в> = > >

где

> > – расход воды на промывку , > > ;

с – теплоёмкость воды , > > ;

> > плотность воды , > > ;

> > - разность между начальной и конечной температурой ;

r – теплота парообразования > > ;

х – принятая степень сухости пара .

> > = 0,19 > >

Коэффициент

n = > >

выбирается в зависимости от рабочей температуры в ванне.

n = 132 > >

Средний расход пара (> > ) , обусловленный перемешиванием раствора сжатым воздухом

Д>р>/ = 5,0 > >

Расход пара в каждой ванне по режимам выбираем по таблице 1.22 ( 8 , ст. 111 ).

Разогрев происходит за 2 часа.

Таблица 2.

ВАННЫ

РЕЖИМ РАБОТЫ ( КГ/Ч )

РАЗОГРЕВ

РАБОТА

Обезжиривание

Горячая промывка

Активация 1

Активация 2

Активация 3

Хромирование

Никелирование 1

Никелирование 2

Никелирование 3

49

55

40

40

40

22

49

49

49

6,7

10,0

8,3

8,3

8,3

3,2

6,7

6,7

6,7

ИТОГО

393

64,9

Общий расход пара при режимах :

Рабочий режим :

Д>р> = Д>р>/ + Д + Д>р>/ / ( 8 , ст. 117 )

где

Д>р>/ - средний расход пара , > > ;

Д - расход пара на разогрев изделий , > > ;

Д>р>/ / - расход пара для промывочных ванн , > > .

где

Д>р>// - выбирают по таблице 1.26 ( 8 , ст. 115 )

Д>р> = 64,9 + 14,58 + 5,0 = 84,5 > >

Режим разогрева :

Д>р> = 393 + 14,58 + 5,0 = 412,6 > >

Затраты пара по предлагаемому варианту в год :

С>г пар2> = ( 2 > > 412,6 + 84,5 > > 14 ) > > 8,25 > > 342 = 56651363 > >

Отсюда затраты пара по предлагаемому варианту на единицу детали :

С>пар2> => >

где

С>г пар2> – затраты пара по предлагаемому варианту в год , > > ;

Q>г> – годовая программа , > >.

С>пар2> = > >

Сведём полученные данные по статьям затрат в таблицу.

Таблица 3.

СТАТЬИ ЗАТРАТ

РАЗМЕР- НОСТЬ

ВЕЛИЧИНА ПО ВАРИАНТАМ

ИЗМЕ-ИЕ

«+»-УВЕЛ.

«-»-УМЕН.

1

2

Заработная плата основная и допол.

С>з>

Амортизационные отчисления оборудован. и площ.

С>а>

Текущий ремонт и обслуживание обор.

С>р>

Содержание производственных помещений и служебно-бытовых помещений

С>п>

Силовая электро-энергия

С>э>

Прочие цеховые расходы

С>пр>

Пар для технологич. целей

С>пар>

> >

> >

> >

> >

> >

> >

> >

0,0004704

0,0006770

0,0001023

0,0003147

0,6313263

0,0002352

1,1138955

0,0004699

0,0009509

0,0001022

0,0003147

0,6313263

0,0002349

1,1110071

« - »

« + »

« - »

« – »

« – »

5.6.8. технологическая себестоимость

С = С>зо> + С>а> + С>р> + С>п> + С>э> + С>пр> + С>пар> ( 9 , ст. 19 )

где

С>з> – заработная плата основных рабочих с отчислениями на социальное страхование , > > ;

С>а> – годовые амортизационные отчисления на полное восстановление и капитальный ремонт основного оборудования , > > ;

С>р> – годовые затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования , > > ;

С>п> – годовые затраты на содержание помещений , занятых оборудованием и служебно – бытовых помещений , > > ;

С>э> – затраты на электроэнергию , > >;

С>пр> – прочие цеховые расходы , > > ;

С>пар> – затраты на пар для технологических целей , > >.

По базовому варианту :

С>1> = 0,0004704 + 0,0006770 + 0,0001023 +0,0003147 +0,6313263+ + 0,0002352 + 1,1138955 = 1,7470214 > >

По предлагаемому варианту :

С>2> = 0,0004699 + 0,0009509 +0,0001022 +0,0003147 +0,6313263 + 0,0002349 + 1,1110071 = 1,744406 > >

5.7. РАСЧЁТ ОБЩИХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

5.7.1. ПРИВЕДЁННЫЕ ЗАТРАТЫ

З>пр> = С + Е>н> > > К>уд> ( 10 , ст. 20 )

где

С – технологическая себестоимость , > >;

К>уд> – удельные капитальные вложения , руб/ед/г ;

Е>н> – нормативный коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений.

По базовому варианту :

З>пр1> = 1,7470214 + 0,15 > > 0,0073588 = 1,7481252 > >

По предлагаемому варианту :

З>пр2> = 1,744406+ 0,15 > > 0,0080019 = 1,7456062 > >

5.7.2. ГОДОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ВАРИАНТА

Э>г> = ( З>пр1> - З>пр2> ) > > Q>г>

где

З>пр1> – приведённые затраты по базовому варианту , > > ;

З>пр2> – приведённые затраты по предлагаемому варианту , > > ;

Q>г> – годовая программа , > >.

Э>г> = ( 1,7481252 – 1,7456062 ) > > 51000000 = 128469 > >

5.8. ТАБЛИЦА ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.

РАЗ-МЕР-НОСТЬ

ВЕЛИЧИНА ПО ВАРИАНТАМ.

1

2

Годовая программа.

Часовая производительность.

Трудоёмкость конструкторской подготовки.

Затраты на конструкторскую подготовку.

Цена оборудования.

Затраты на пар для технологических целей.

Годовой экономический эффект.

> >

> >

> >

руб

руб

> >

> >

51000000

9332

-

-

240000

56808675

-

51000000

9345

365,4

2214,32

361879,49

56651363

128469

5.9. ВЫВОД

Согласно производственных расчётов технико – экономических показателей видно , что предлагаемый вариант более экономичен. А так же позволяет на операции предварительной очистки под покрытие улучшить качество изделий и возможность переналадки линии для изменения её режимов работы , исходя из условий качества выпускаемой продукции.

Предлагаемый вариант : увеличивает производственную программу ; повышает уровень автоматизации ; а так же экономит расход дорогостоящего пара для технологических целей , что позволяет получить экономию от внедрения.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА.

6.1.АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ.

При эксплуатации автоматической линии гальванирования возникают следующие опасные и вредные факторы согласно ССБТ 12.0.003.-74 « Опасные и вредные производственные факторы » :

    наличие вращающихся и подвижных частей оборудования , передвигающихся заготовок ;

    повышенное значение напряжения в электрической сети ;

    повышенный уровень шума на рабочем месте ;

    повышенная запылённость воздуха рабочей зоны ;

    повышенный уровень вибрации ;

    повышенная влажность воздуха ;

    недостаточная освещённость рабочей зоны ;

    повышенная или пониженная температура ;

    повышенная или пониженная подвижность воздуха в рабочей зоне.

6.2. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Для обеспечения безопасности при работе на линии гальванирования должны быть выполнены следующие требования ССБТ ГОСТ 12.2.003-91 « Оборудование производственное . Общие требования безопасности » и ССБТ ГОСТ 12.2.072-82 « Роботы промышленные. Роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности » :

    при работе на линии гальванирования рабочие обязаны выполнять инструкцию по технике безопасности для работающих , занятых при защитных покрытиях металла гальваническим и химическим методом ;

    к работе на линии допускаются лица обученные правилам эксплуатации. Посторонние лица к управлению линией не допускаются ;

    перед началом работы на линии необходимо включить вытяжную вентиляцию ;

    установка и снятие корзин с кассет разрешается : или при остановившемся автооператоре , или при движении его в сторону от оператора производящего установку или съём корзин ;

    перед передачей кассеты на демонтажную стойку нахождение оператора в зонах загрузки и разгрузки не допускается ;

    не разрешается ремонт на ваннах , поправка корзин на кассетах при движущемся автооператоре. Не разрешается перегибаться через рельсовый путь при движении автооператора ;

    не разрешается перемещение обслуживающего персонала на автооператоре при ремонтных работах ;

    корзины для изделий должны быть прочными ;без разрушений сварных швов и болтовых соединений ;

    при ручном режиме не допускается опускание кассеты на занятую позицию ;

    запрещается загромождать рабочие места пустой тарой , заготовками и готовыми изделиями ;

    не допускается переполнение ванн активации , никелирование , хромирование и обезжиривания выше допускаемого уровня ;

    клино – ременная передача ограждена защитным кожухом ;

    автооператор окрашен чередующимися полосами чёрного и жёлтого цвета согласно ССБТ ГОСТ 12.4.029-76 ;

    автооператор можно запустить вперёд или назад только в крайних : верхнем или нижнем положении грузозахватов ;

    невозможно адресовать автооператор с грузом , ( т. е. в верхнем положении ) на занятую позицию ;

    при ошибочном запуске автооператора в противоположную сторону он достигает конечных выключателей , тем самым осуществляя аварийный останов автооператора ;

    защита электродвигателей от токов коротких замыканий и перегрузок предусмотрен автоматический выключатель ;

    между ваннами установлены бортовые отсосы для удаления вредных газовых примесей с зеркала электролитов ;

    площадки обслуживания расположены вдоль линии ;

    предусмотрены сливные трубопроводы для периодических и непрерывных сбросов воды и электролитов подведённых к заводским очистным сооружениям ;

    сопротивление изоляции электропроводки должно быть не менее 10000 Ом на 1 Вольт рабочего напряжения ;

    коммуникации линии расположены под площадкой обслуживания с боку линии ванн ;

    невозможно опустить или поднять грузозахват во время движения автооператора.

6.3. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.

Поддержание определённой температуры , относительной влажности воздуха и скорости движения в рабочей зоне необходимо для создания высокопроизводительных , безопасных и здоровых условий труда.

Согласно ССБТ ГОСТ 12.1.005-88 « Санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны » работа на линии относится к физической работе средней тяжести ( категория 2а ). Помещение , где расположена автоматическая линия относится к категории цехов электро – химических покрытий.

Метеорологические условия рабочей зоны должны быть следующими :

Таблица 1.

Пери-од года

КАТЕГОРИЯ РАБОТ.

ТЕМПЕРАТУРА

0С

ОТНОСИТЕЛЬН. ВЛАЖНОСТЬ %,

НЕ БОЛЕЕ.

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА м/с

Допуст.

Оптим.

Допуст.

Оптим.

Допуст.

Оптим.

Холод-ный

Лёгкая.

Лёгкая.

Средней тяжести.

Средней тяжести.

Тяжёлая.

1а

1б

2а

2б

3

21 – 25

20 – 24

17 – 23

15 – 21

13 - 19

22 – 24

21 – 23

18 – 20

17 – 19

16 - 18

75

75

75

75

75

40 – 60

40 – 60

40 – 60

40 – 60

40 - 60

Не более

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Не более

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

Тёп-лый.

Лёгкая.

Лёгкая.

Средней тяжести.

Средней тяжести.

Тяжёлая.

1а

1б

2а

2б

3

22 – 28

21 – 28

18 – 27

16 – 27

15 - 26

23 – 25

22 – 24

21 – 23

20 – 22

18 - 20

55при280

60при270

65при260

70при250

75при240

и ниже

40 – 60

40 – 60

40 – 60

40 – 60

40 - 60

Не более

0,1 - 0,2

0,1 – 0,3

0,2 – 0,4

0,2 – 0,5

0,2 – 0,6

Не более

0,1

0,2

0,3

0,3

0,4

Эти параметры обеспечиваются системой водяного отопления , естественной и искусственной вентиляцией цеха , спроектированной в соответствии с СН и П > > -04-05-86 « Отопление , вентиляция и кондиционирование воздуха ».

6.4. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ.

Помещение , в котором установлена линия гальванирования относится к классу особой опасности , так как в нём есть : токоведущие полы , токопроводящая пыль , существует возможность одновременного прикосновения к имеющим соединение с землёй металлическим элементам технологического оборудования и металлическим корпусом электрооборудования. Электрооборудование подключается к трёхфазной сети переменного тока с изолированной нейтралью напряжения 380 В и частотой 50 Гц.

Основные меры защиты от поражения электрическим током согласно требованиям « Правил устройства электроустановок » включают в себя :

    все токоведущие части оборудования и приборов имеют надёжную и прочную изоляцию , сопротивление которой не менее 1 Мом ;

    для защиты изоляции от механических и других повреждений предусмотрена укладка проводов в металлических трубах ;

    автоматическая линия и системы управления подсоединены к системам защитного заземления по ССБТ ГОСТ12.1.030-81 « Электробезопасность ,защитное заземление,зануление »;

    металлические части электрооборудования имеют защитное зануление ;

    для электрической сети управления применяется малое напряжение 5 В и 24 В ;

    аппаратура управления монтируется на панелях силового шкафа , доступ к которой закрыт дверцами со специальными замками ;

    на боковой стороне электрошкафа установлен автоматический выключатель для подключения и отключения линии от питающей сети и имеется сигнальная лампа с линзой белого цвета , показывающая включенное состояние вводного выключателя ;

    имеется блокировка , осуществляющая отключение вводного автомата при открывании дверей электрошкафа ;

    на наружной поверхности электрошкафа имеется знак « Электрическая безопасность » по ССБТ ГОСТ 12.4.026-76 ; указывающий на опасность поражения электрическим током.

Расчёт защитного заземления.

Согласно ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства R>доп> = 40 Ом.

Выбираем вертикальный заземлитель из стальной трубы :

диаметр трубы :

d = 40 мм

длина трубы :

L = 2,5 м

глубина заложения трубы :

H = 0,7 м

Соединительная полоса :

5 х 20 мм

Н = 0,7 м

а = 3 м

Удельное сопротивление грунта по таблице 8.1

> > = 150 Ом > > м

Сопротивление одиночного заземлителя :

R = > > Ом

R = > > = 23,6 Ом

R > R>доп> ,

поэтому определяем число заземлителей :

n/ = > >

n/ = > > = 6 шт

Определяем коэффициент использования вертикальных заземлителей > > по таблице 8.2 при размещении заземлителей по контуру:

> >= 0,75

Уточняем число заземлителей :

n = > >

n = > > = 8 шт

Сопротивление соединительной полосы :

R>пол> = > >

где

L>пол> = 1,05 > > а > > n

L>пол> = 1,05 > > 3 > > 8 = 25,2 м

R>пол> = > > = 10,8 Ом

Коэффициент использования соединительной полосы по таблице 8.7

> > = 0,79

Сопротивление заземляющего устройства :

R>общ> = > > Ом

R>общ> = > > = 3,05 Ом

R>общ> < R>доп> ,

следовательно рассчитанное заземляющее устройство удовлетворяет требованиям ПУЭ.

6.5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ВИБРАЦИИ И ШУМА.

Источниками вибрации и шума являются работающие электродвигатели , вращающиеся детали узлов и механизмов , автооператор.

Вид вибрации – общая , технологическая. Допустимые значения вибрации на рабочем месте в соответствии с требованиями ССБТ ГОСТ 112.1.012 – 90 « Вибрация . Общие требования безопасности ».

Таблица 2.

Вид вибра-ции

Направле-ние , по которому нормирует. вибрация.

Среднеквадратичное значение вибро скорости

м/с 10-2

Логарифмические уровни виброскорости дБ,в октавных полосах со среднегеометрическими частотами , Гц

1

2

4

8

16

31,5

63

125

Технологичес-кая.

Вертикаль-ное по оси Z.

-

> >

> >

> >

> >

> >

> >

-

Предельно допустимые уровни звука на рабочем месте в соответствии с требованиями ССБТ ГОСТ 12.1.003-83 « Шум. Общие требования безопасности » не должны превышать :

Таблица 3.

Для произв.поме-щений

Уровни звукового давления Дц , в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Эквивал.уровни звука ДБА

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

80

98

95

87

82

78

75

73

71

69

Мероприятия по снижению шума и вибрации , предусмотренные в проекте :

    все вращающиеся и трущиеся поверхности постоянно смазываются ;

    автоматическая линия установлена с заделкой в фундамент.

6.6. ОСВЕЩЕНИЕ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ.

Вид освещения – совмещённый : комбинированное искусственное ( общее и местное ) и комбинированное естественное ( боковое и верхнее ).

На автоматической линии выполняется работа средней точности согласно СН и П – 4 - 79 « Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение ». Наименьший размер объекта различение от 0,1 до 0,5 мм . Разряд зрительной работы 4 , контраст объекта различения с фоном – средний , освещённость при комбинированном освещении – 600 лк , при общем освещении – 400 лк. Для освещения применяются газоразрядные лампы ЛБ 80-4.

6.7. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРУЗОПОДЪЁМНЫХ СРЕДСТВ.

К работе с грузоподъёмными средствами допускаются только специально обученный и прошедший специальный инструктаж персонал. В проектируемом объекте для монтажа и демонтажа предусмотрены специальные устройства , для строповки – крюки.

6.8. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.

Помещение , в котором установлена автоматическая линия гальванирования , по пожарной безопасности относится к категории Д по ОНТП – 24 – 86 « Общесоюзные нормы технологического проектирования ». В помещении цеха , где расположена линия , предусмотрена система пожарной защиты и организованы мероприятия по обеспечению пожарной безопасности в соответствии с ССБТ ГОСТ 12.1.004-76 « Пожарная безопасность. Общие требования. ».

Необходимые мероприятия по противопожарной безопасности :

    в электрической схеме предусмотрены автоматические выключатели , которые предохраняют электрооборудование от токов короткого замыкания ;

    обтирочный материал хранится в специальных металлических ящиках ;

    в цехе имеются пожарные щиты с набором лопат , ломов , багров , вёдер и огнетушителей ОХП-10 , ОУ-8 , ящики с песком ;

    в цехе имеются пожарные рукава для тушения водой.

6.9. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

В цехе , где эксплуатируется линия , внедрены следующие мероприятия по исключению загрязнения окружающей среды вредными отходами :

    удаление вредных газовых смесей с зеркала электролитов используют вытяжную вентиляцию со специальными фильтрами ;

    сливные трубопроводы подключены к заводским очистным сооружениям ;

    для линии гальванирования используется техническая вода ;

    все применяемые электролиты хранятся в специальных герметично закрытых ёмкостях специально для этого предназначенных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте разработана новая система управления автоматической линией гальванирования на базе программируемого японского контроллера « TOYOPUC - L ».

Разработана схема электрическая принципиальная системы управления автоматической линией гальванирования блока опроса датчиков положения.

Разработан алгоритм системы управления автоматической линией гальванирования.

Были выполнены расчёты : червячного редуктора горизонтального перемещения автооператора , клино-ременной передачи , выбор электродвигателя передвижения автооператора , расхода пара для технологических целей.

В организационно – экономической части произведён расчёт затрат на внедрение и конструирование автоматической линией гальванирования , определена цена новой конструкции , рассчитаны технико – экономические показатели и доказана экономическая эффективность применения предлагаемого варианта автоматической линии гальванирования.

В разделе безопасность и экологичность проекта отражены вопросы охраны труда , техники безопасности и экологичности применительно к эксплуатации данной автоматической линии гальванирования.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. « Микропроцессоры. Справочное пособие для разработчиков судовой РЭА ». Под редакцией Овечкина Ю. А. – Ленинград « Судостроение » 1987 г.

    Дунаев П. Ф. , Леликов О. П. « Детали машин . Курсовое проектирование ». Учебное пособие для машиностроительных специальностей. – Москва « Высшая школа » 1984 г.

    Вернер В. Д. , Воробьёв Н. В. и др. « Микропроцессоры ». В 3-х книгах. Учебное пособие для вузов. – Москва « Высшая школа » 1986 г.

    Руденко Н. Ф. , Александров М. П. , Лысяков А. Г. « Курсовое проектирование грузоподъёмных машин » - Москва « Машиностроение » 1971 г.

    Анурьев В. И. , « Справочник конструктора – машиностроителя ». Книга – 2. – Москва « Машиностроение » 1973 г.

    « Автооператор ». Паспорт 1981 г.

    Левитан Ю. В. , Обморнов В. П. , Васильев В. И. , « Червячные редукторы. Справочник. » - Ленинград « Машиностроение »1985 г.

    « Оборудование цехов электрохимических покрытий ». Справочник. Под редакцией Вячеславова П. М. – Ленинград « Машиностроение » 1987 г.

    «Методы определения экономического эффекта ГПС ». Ленинград 1987 г.

    Методические указания. « Организационно – экономические расчёты в машиностроении ». Горький. 1986 г.

    « Нормативы и справочные материалы ». Горький. 1986 г.

    « Стандарт предприятия ». « Проекты ( работы ) дипломные. Общие требования к оформлению ». Горький. 1990 г.

ПРИЛОЖЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЕ.

лист

Аннотация 2

Ведомость дипломного проекта 3

Задание 4

    Введение 8

    Техническое задание 11

2.1 Анализ и проработка технического решения 12

    Конструкторские разработки 16

3.1 Расчет червячного редуктора для горизонтального

перемещения автооператора 17

    3.1.1 Подбор основных параметров передачи 17

3.1.2 Выбор материала червяка и колеса 20

    3.1.3 Допустимые напряжения 20

3.1.4 Межосевое расстояние 22

3.1.5 Геометрические размеры колеса и червяка 23

    3.1.6 Проверочный расчёт передачи на прочность 25

3.1.7 КПД передачи 27

    3.1.8 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба 28

3.1.9 Тепловой расчёт 29

лист

    3.1.10 Расчёт ременной передачи 34

3.2 Выбор электродвигателя 38

    4. Электроавтоматика 41

4.1 Работа системы управления автоматической линией гальванирования 42

4.2 Разработка структурной схемы СУ на базе

контроллера « TOYOPUC – L » 43

4.2.1 Разработка электроавтоматики привода 44

4.2.2 Описание блок – схемы ТПЧ 49

    4.3 Разработка принципиальной схемы СУ АЛГ 52

4.4 Система управления автоматической линией гальванирования 55

4.5 Алгоритм системы управления автоматической линией гальванирования 74

    5. Экономическая часть 75

5.1 Обоснование выбранного варианта 76

5.2 Исходные данные 77

5.3 Расчёт затрат на конструирование 82

5.4 Расчёт цен на новое оборудование 83

5.5 Расчёт единовременных вложений 86

    лист

5.6 Расчёт себестоимости по изменяющимся статьям затрат ( технологическая себестоимость ) 89

5.7 Расчёт общих экон-их показателей эффективности 102

5.8 Таблица технико – экономических показателей 103

5.9 Вывод 104

5.10 Организационная часть 105

    6. Безопасность и экологичность проекта 111

6.1 Анализ опасных и вредных произ-х факторов 112

    6.2 Безопасность производственного оборудования 113

6.3 Метеорологические условия 114

    6.4 Электробезопасность 116

6.5 Мероприятия по снижению вибрации и шума 120

    6.6 Освещение на рабочем месте 121

6.7 Безопасность труда при эксплуатации

грузоподъёмных средств 121

6.8 Пожарная безопасность 121

    6.9 Охрана окружающей среды 122

Заключение 123

Список используемой литературы 124

Приложения 125

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Техническое задание выдано АООТ « Павловский инструментальный завод ».

Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера

« TOYOPUC - L » , линия предназначена для обработки стальных деталей по заданной программе , обеспечивая непрерывный цикл обработки деталей в соответствии требований к обработке .

Разработка алгоритма системы управления автоматической линией гальванирсвания согласно техпроцесса .

2.1 АНАЛИЗ И ПРОРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Разрабатываемая система управления должна максимально приближаться к высокой степени надёжности , удобства в работе и обслуживании . Качественным показателем системы , является ее возможность в дальнейшем совершенствоваться без больших материальных затрат.

При выборе варианта рассматриваем варианты системы управления , каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Релейно - контактная схема имеет ряд достоинств некритичности к питающей сети и различным помехам , наглядность при обслуживании и ремонте. Недостатки релейно - контактной схемы : громоздкость , большое удельное потребление энергии на единицу логического элемента , недолгий срок службы. Совокупность большого знергопотребления и недолгого срока службы , не позволяет использовать ее в качестве устройств управления отвечающего сегоднешним требованиям производства.

Электронные логические элементы более близки к оптимальному , так как лишены многих недостатков релейно - контактной схемы.

Система управления на злектронных элементах будет компактна, надежна , имеет отличные энергетические показатели. Однако схемы на этой базе , как правило , закрыты от диалога человек - машина , не могут производить обработку данных , связанную с вычислениями. Сложны и дороги модернизационные работы , связанные с изменением всей схемы контроллера. Низкая гибкость системы управления на электронных логических элементах и её закрытость , не позволяет выбрать этот вариант , как не отвечающий современному уровню развития производства , не предлагая удобства в работе оператора и обслуживающего персонала , а также модернизации и преобретении линией новых возможностей.

Система управления на базе программируемого контроллера , является самой подходящей для автоматизированной линии. На базе контроллера легко и дешево можно построить систему диалога , проводить диагностику и самоконтроль , служить поставщиком информации для машин высшего ранга. В случае предъявления новых требований к системе управления , можно быстро и дешево модернизировать программу , расширить средства приёма информации. Изменить количество управляющих органов , не меняя внутренней структуры системы управления. Это говорит о высокой гибкости.

Для автоматизированной системы управления линией можно применить несколько марок программируемых контроллеров , вот их основные характеристики :

1. Микропроцессорный контроллер КАМАКОН МК 8.32

- назначение : программно - логическое управление агрегатными и специальными станками , кузнечно - прессовым и литейным оборудованием , автоматическими линиями ;

- количество входов / выходов : до 224

- тип центрального процессора : Z 80

- память программ : 24 кБ(3000 команд )

- метод программирования : язык высокого уровня ФОКОН

2. Микропроцессорный контроллер КОМАКОН МК 8.11.

- тип центрального процессора : КР 580 ВМ 80 А

- объём памяти : 16 кБ

- тип памяти : знергозащищённая

- набор инструкций :

логические операции , операции счёта времени , импульсов , операции с данными , с вводом / выводом , операции условных и безусловных переходов , операции с метками ( относительная адресация ) ;

- максимальное количество входных / выходных модулей : 32

- цифровые входы / выходы : 24 в DС , 110 в АС

3. Программируемый контроллер УПУ - ТП - 2

Контроллер можно применять для управления автоматическими линиями , агрегатными станками , сложными технологическими установками с дискретным и непрерывным характером технологических процессов с большим количеством управляемых и контролируемых параметров.

- Время выполнения программы

на 1к логических инструкций , мс : не более 2,5

- объём памяти программ и данных , кБ : 32

- максимальное количество дискретных

вводов / выводов : 1024

- число внутренних выводов для

промежуточных функций , таймеров

и счётчиков : 1016

- максимальное число таймеров / счетчиков 508 /338

- диапазон выдержки времени таймера , с 0-25,5

- диапазон счёта счётчика : 0-225

- время хранения информации

при отключенном питании , час : не менне 1000

- количество размещаемых модулей

входных / выходных :

для 12 - ти местного блока : 8

для 8 - ми местного блока : 4

- температура окружающего воздуха , С0 : +1...+50

- степень защиты : IP20

4. Программируемый контроллер МикроДАТ МБ57.03

Контроллер предназначен для управления оборудованием массового производства : металлорежущим , кузнечно - прессовым, литейным , автоматическими манипуляторами , а так же для использования в качестве систем децентрализованного управления гибких автоматизированных производств.

- Объем памяти : 4К инструкции

- время выполнения логических операций : 7 мс/К инструкций

- максимальное количество дискретных

каналов входных / выходных : 256

- диапазон счёта таймеров - счётчиков : 0 - 4095

- количество размещаемых модулей

ввода / вывода : 16

- температура окружающего воздуха , С0 : +5...+50

- степень защиты : IP30

- устойчивость к механическим

воздействиям : виброустойчивый гр. LI

Все выше программируемые контроллеры имеют примерно одни и те же характеристики. Для автоматизации системы управления линией, применяем программируемый контроллер "TOYOPUC - L" характеристики которого рассмотрены в разделе "Электроавтоматика". Это вызвано экономическими сображениями:

- на предприятии уже имеются контроллеры данной марки, а так же есть опыт их эксплуатации и программирования;

- производить закупку других контроллеров в данной экономической ситуации предприятие не имеет возможности.

БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКА

ВВЕДЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

КОНСТРУКТОРСКИЕ РАЗРАБОТКИ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

Шляпникова Лариса Викторовна

Факультет Павловский вечерний

Кафедра Автоматизация машиностроения

Группа 2 - 93

Дата защиты « » июня 1999 года

Индекс 70 - 99


1

переходной экономике современной России.

В настоящее время уровень безработицы (по официальным данным) достаточно низкий, хотя он и постепенно повышается. Оценить действительные масштабы безработицы довольно трудно. Наряду с зарегистрированной существует скрытая безработица (вынужденные отпуска и неполная рабочая неделя). В то же время велика скрытая, официально не фиксируемая «теневая» занятость по найму и индивидуальная трудовая деятельность. Невозможность ее учета создает искаженное представление об уменьшении занятости. Значительная часть работников, не имеющих официального трудового дохода, либо имеет «теневой доход», либо за ним сохраняется временю не функционирующее рабочее место. Безработица реально не стала острой социальной проблемой в общественном масштабе (хотя в различных регионах страны ситуация существенно различается) . До сих пор преобладает увольнение работников по собственному желанию, а не вследствие сокращения потребности предприятий в рабочей силе. В то же время процесс перемещения рабочей силы из «легального» сектора экономики в «теневой»

2

страны ситуация существенно различается). До сих пор преобладает увольнение работников по собственному желанию, а не вследствие сокращения потребности предприятий Е рабочей силе. В то же время процесс перемещения рабочей силы из «легального» сектора экономики в «теневой» (даже при тенденции к его замедлению) в целом имеет отрицательный характер, хотя и неоднозначен по последствиям. С одной стороны, он позволяет сохранить или даже увеличить доход работника, смягчить социальные последствия кризисных явлений в официальной экономике и обеспечить удовлетворение тех потребностей общества, которые она по тем или иным причинам не может удовлетворить. С другой стороны, истощаются трудовые ресурсы страны в целом, усиливаются диспропорции в экономике, снижается собираемость налогов и т.д. На сегодняшний день главной проблемой занятости остается не безработица, а неэффективное использование трудоустроенной рабочей силы, в первую очередь находящейся в вынужденном простое. В связи с этим значительную часть населения беспокоит угроза потери работы. В настоящее время ситуация на рынке труда приобретает новые черты. Во-первых, многолетняя скрытая безработица,

3

снижается собираемость налогов и т.д. На сегодняшний день главной проблемой занятости остается не безработица, а неэффективное использование трудоустроенной рабочей силы, в первую очередь находящейся в вынужденном простое. В свя5и с этим значительную часть населения беспокоит угроза потери работы. В настоящее время ситуация на рынке труда приобретает новые черты. Во-первых, многолетняя скрытая безработица, которой сопутствует ею же обусловленной дефицит рабочей силы, продолжается. Падение производства, с одной стороны, и низкая эффективность организации производства и труда с другой, увеличивают масштабы недоиспользования работников. Во-вторых возникли существенные сбои в воспроизводстве профессионально-квалификационной структуры занятых. Не восполняется естественное выбытие рабочих старших возрастов по многим професзионально-кваллфикационным группам. Тем самым ставится под угрозу развитие ведущих отраслей народного хозяйства прежде всего машиностроения. В целом масштабы и

4

^ 0:0;,::^"^ полтотовки равочих "ассовых п^—————

эа»ятых по огоасля6 (п вннм "Р6601""-""- Перераспределение

непроизво^вГнноТ 'сТ^6 всег0 ВОЭРаста"^ УД^ьногс веса

прогрессивное не тг. в ^елом необходимое и народного хозяйства т0 0 превышает нынешние возможности (непомерно внс^я до"0 и нередк0 ^У^^вляется нерационально медицинских работников. раннь1х структур' "ехватка учителей и

Дина^кТТ^д^ГГбо^^"^^™^ занятости <- ст^^ прежней неудовлетвоо60^ "мере ^^^^ьствуют о сохранении

силы, .ем о е ^1 .ситуации с ^"^ьзованием рабочей Особы" рыночных преобразованиях.

РОССИЙСКОМ ^кТ тпоредстаГяет аналиэ положен^ молодежи на ДВУМЯ важнейшими обст^ необходимость обуславливается составляют око^ ^^ельсгвами: во-первых, молодке люди

вторых, они оул35! трудоспособн0^ населения России, во-

определяет политичеТкие"^""' молодежь уже сегодня в0 многом обществе. Вместе еи экономические и социальные процессы в

наиболее уязвимых .рулп нГ:^0 всем мире является одной и3

5

ииществе. смеете с тем она вс всем мирв мй-лмс-г^м ^/цп-^-. "^ наиболее уязвимых групп на рынке труда. На молодежный возраст проходятся главные социальные и демографические события в жизненном цикле человека: завершение общего образования, выбор и получение профессии, вступление в брак, рождение детей. Эта категория населения подразделяется на ряд групп, определяющих положение на рынке труда. Подростковая группа (ьюлодежь до 18 лет) представляет в основном учащихся средних школ и профессиональных училищ. В основном они не вовлечены в трудовую деятельность. Однако значительное снижение жизненного уровня большей части населения изменило жизненн/ю позицию этой категории молэдежи. Многие из них стремятся заработать деньги любым путем, Чаще всего это самозанятость, вроде мойки машин и торговли газетами или работа в «теневом» секторе экономики. Легальный рынок неквалифицированного детского "руда крайне узок. Поэтом'/ если не решать проблему государственного контроля за детской занятостьюг возникнет опасность увеличения криминального потенциала общества. Молодежь в возрасте 18-24 года - это студенты и молодые люди, завершающе или завеошивпие профессиональную подготовку.

6

Г-'=;Г^ОаЛУ1^УАЦГ1^^/Л-> <_и.11*^ ^- ^ ,--•,— - ^-*^^- - — - г- I/ •—•- л. - ^

не решать проблему государственного контроля за детской занятостью, возникнет опасность увеличения криминального

потенциала общества. Молодежь в возрасте 18-24 года - это студенты и молодые

люди, завершающие или завершившие профессиональную подготовку. Они являются самой уязвимой группой, вступающей на рынок труда, так как не имеют достаточного профессионального и социального опыта, и в силу этого менее конкурентоспособны. В 25-29 лет молодые люди уже в основном имеют определенную квалификацию, некоторый жизненный и профессиональный опыт. Они знают, чего хотят, чаще всего уже имеют собственную семью и предъявляют достаточно высокие требования к предлагаемой

работе. Снижение общего уровня жизни населения привело к

сверхзанягости среди учащейся молодежи, вынужденной работать в свободное от учебы время. Возрастает также количество

7

предложений за счет выпускников учебных заведений. Отсутствие механизма, регулирующего трудоустройство выпускников учебных заведений приводит к возникновению серьезных проблем. Особенную тревогу вызывает утрата молодежью ценности профессионализма. Проявляется четкая тенденция к люмпешзации молодежи, что в ближайшей перспективе отразится на социальной структуре общества. Несмотря ьа кризис, в экономике все больше ощущается рост потребности в повышении общеобразовательного уровня работников, увеличивается спрос на профессиональное образование. Если существующие в настоящее время тенденции в воспроизводстве квалифицированных кадров не изменятся, то в ближайшей пер:пективе можно ожидать рсста безработицы среди неквалифицир01анного населения, и прежде всего молодых людей, которые не продолжают дальнейшего образования, не имеющих профессии илл должной квалификации. Поэтому необходима рациональная организация профессионального образования молодежи, согласованного как с развитием отечественной экономики, так и с тенденциями на мировом рынке тр/да. В последнее время все большее число молодых людей считает

8

последнее время все большее числе молодых людей считает получение полноценного образования необходимым условием достижения желаемого социального статуса и более высокого материального положения. Профессиональное обучение становится важнейшим элементом рыночной инфраструктуры. Вот почему при сокращении набора в ПТУ и средние специальные учебные заведения прием студентов в вузы из года в год увеличивается. 7ак1М образом, по мере развития рыночных ^ отношении и конкуренции, ускорения перестройки отраслевой структуры занятости ценность профессиональной подготовки работника неизбежно возрастет. Это будет способствовать увеличению занятости молодежи на учебе. Мировой и отечественный опыт подтверждают тенденцию роста продолжительности обучения молодежи к более позднего ее вступления в активную трудовую деятельность. Одновременно и изменяются требования нанимателей к рабочей силе. От тактики получения сиюминутной прибыли предприниматель переходит к долговременной стратегии получения устойчивых доходов в условиях конкуренции, поэтому ^ в последствие у них появится необходимость в увеличении найма

молодой рсбочей силы.

9

ЛИТЕРАТУРА

1.С. Фишер, Р. Дорнбуш, Р. Шмалензи «Экономика» Москва, 1993г. 2. Павленков В. А. «Рынок труда.» М., 4^&^ З.Е.М. Майбурд «Введение в историю экономической мысли. От пророков до профессоров», Москва -3^996г. 4. «Курс экономической теории». Под ред. Чепурина М.Н., Киров, 1994г., ся^-23^-^4^; 5. Чегвернина Т. «Положение безработных и государственная полигика на рынке труда.» «Вопросы экономики», №2, 1997г., &тр-. 102 --И^. ; 6. Микульский К. «Формирование новой модели

10

экономики», №2, 1997г., стр-г^-й^-^-З. ; 6. Микульский К. «Формирование новой модели занятости.» «Экономист», №3, 1997, стр.47-52; 7. Чернина Н. «О новой модели занятости.» «Российский экономический журнал», №11-12, 1996г., е^^т^й=^а^; 8.Лещинская Г. «Молодежный рынок труда.» «Экономист.», №8, 1996г.,-е^р^—62 76-. ;

-^0,——1^У^-. Ю.Заславский И. «К характеристике труда современной России. Очерк социально-трудовой политики.» «Вопросы экономики.», №2, 1996г., •еФр-г-т^б-91-т-;

Социально-экономические паследстм безработицы можно сформули­ровать следующим образом: происходит обесценивание, недоиспользова­ние человеческого потенциала общества, ухудшается качество жизни без­работных и членов ЕХ семей, усиливается давление за размгр заработной платы занятых со стороны конкурирующих на рынке труда, уве­личиваются затраты общества я индишда на восстановление или измене­ние профессиональнэго статуса и уровня производительною труда, фор­мируются категории лиц с дешантнвм поведением, скломых к поступ­кам, противоречащим принятым социальным нормам и цешостям. Среди факторов, влияющих на дхнамику безработицы, основопола­гающими являются следующие: 1. Демографические факторы — вменение доли эконзмическм ак­ тивного населения в результате сдзигов в уровне рождаемости, смерт­ ности, половозрастной структуре населения, средней гродолхитель- ности жизни, в направлениях и объемах миграционных пзтоков. 2. Технико-экономические факторы темпы и направлены НТГ, обус­ ловливающие экономию рабочей ;илы. Разрушение наукоемких рос­ сийских производств, проведение конверсии без учета экономических и социальных последствий на все1 уровнях создали угрозу массового банкротства предприятий и лавинообразного высвобождения: жквг;- Н1.'{ гь предприятия любой ормизационнс-правовоя формы с численностью раотающих более 15 чел.; соку-лиение численности в количестве 50 и более человек в тгчение 30 календарньк дней, 200 и более человек в течение трех меся<ев, 500 и боле1 в квартал; увольне­ ние работников 1 количестве одюго процента общего числа рабо­ тающих в связи с ликвндациех предприятий либо сокращение численности в течение 30 календарных дней в регионе с общей

ичш 11р\^д11рж1им ,11.илии ир1аии-мщжжн<-; •нуанивои формы С численностью ра1зтающм более 15 чел.; сокращение численности в количестве 50 и золее человек в течение 30 календарных дней, 200 и более человек в течение трх месяцев, 500 и болм в кварта!; увольне­ ние работников I количестве одного процента общего числа рабо­ тающие в связ! с ливддацией предприятий либо сокращение численности в течение и календаркьк дней в регионе с общей численностью заитых мехге 5,0 тыс. чел. 3. Эк»юмически1 факсори: состояние национального производства, инвестищонной акгавности, финансово-кредитной системы, уровень цен и инфлящи. По сфсрмулирошному А-Оукеном закону существует отри­цательная связь мехду уроввм безработацы к объемом ВНП, кавдый "всплеск" безработиц»! связав со снижением реального объема ВНП. При каждом уЕеличении уровня безработицы на один процент теми роста ре­ального ВНП снижется на щ процента. Ежегодный прирост ВНП в размере 27% удержюает доло безработных на постоянном уровне. Сле­довательно, пока не будет досигнуто не менее чем трехпроцентного при­роста макроэкономгаеских ижазателей, доля безработных будет уве­личиваться. Закон О^кена илжгрируется пиктограммой, где ка горизон­тальной оси показаны изменена уровня безработицы, а на вертикальной — изменения реалыого объем ВНП (см. рис. 17.7). Каждая точка соот­ветствует эпределенюму год} Линия, проведенная через точги показы­вает, что изменение реальною объема ВНП (з %)=3-2* на изменение уровня безработицы.

Рынок труда, социальная политика пкудар^-чя л ииуа^п

При росте безработицы с 6 до 8% рост реальнэго ВНП составит: 3-2*(8-6)=-1%. Снижение ВНПуказывает на спад в экономике.

томный ВНП,

Рис, 17.7. Закон Оукена Существует взаимосвязь безработицы и инфляции, впервые зафикси­рованная в 50-е годы А.ФИЖПСОМ в виде кривой (см. рис. 17.8). Он за^ фиксировал обратную взаимосвязь между темпам! чнфивди и долей безработицы: чем выше темпы »шфляции, тем ниже доля безработчмх. Вмешательство государства мож^т снизить уровень безрабстацы, расши­ряя совокупный спрос. Возникающая при этом напряженность на рынке труда будет способствовать росту заработной платы П^, следовательно, и развертыванию инфляции. Для снижения инфмши необходимо прово­дить политику ограничения спроса, что приводит к свертыванию произ^

5

Неполная занятость а России

страгниных отпусков прихэдигся на 1994 г., затем их распространен­ность ксколько снижается, вновь увеличиваясь в 1996 г. Вместе с тем выросла доля тех, кто находился в отпуске сроком от недели до месяца, с 4% Е марте 1993 г. до 9% Е июле 1996 г, в то врекя как распространен­ность более коротких (менге недели) и более длинных (более месяца) отпусков в рассматриваемые годы оставалась стабильной на уровне 3-4%^ 7жим образом, динамика распространенности неоплачиваемых отпуска по результатам социологического мониторкнга совпадает с динамкой распространенности административных отпусков по дан­ным государственной статистики.

/Регулирование неполной занятости на промышленных предприятиях /

/ / / Одним ю,фокусов обследования'занятости на крупных и сред­них предприятиях традиционного ректора эконэмики, проведенного сотрудниками ИСИТО и ИМЭМОРАН в 1995-199^гг. с применени­ем мегодикт! сазе 51ж^у9>^флло регулирование непулной занятости на предприятиях. Рассмотри?4'"нр.йменение практики неполной занятос­ти как/метод управления трудовыми ресурсами в условиях неста-бильк/й конъюнктуры и сцада производства,^ одной сторонь!, и в аспекге адаптации работнйкой к этой ситуации - с другой. /Сокращенный рабочий день (неделя) ши административны!! огПпусг? Хорошо извейны причины, обусловливающие применение тдазличных Аппм нрпгуйийй яянятости. Это,- сокоашение объема произ-

6

тавших в режиме неполного рабочего дня или недели, в целом на крупных и средних предприятиях была соответственно на 6,6 и на 86 часа короче, чем у лиц, работавших полное рабочее время, и

составила 30,1 и 28,1 часа. В первом полугодии 1997 г. в среднем в месяц численность не полностью занятых на кр/пных и средних предприятиях достигала 4 ^ млн человек. Среди них 2,5 млн. человек (59%) работали непол­ный рабочий день или неделю по инициативе администрации и 1,7 млн человек (41%) находились в административных отпусж. Всего в первом полугодии 1997 г. в вынужденных административных от­пусках средней продолжительностью 26 рабочих дней на одного ра­ботника находились 4,9 млн. человек. В первом полугодии 1997 г. по сравнению с аналогичным периодом 1996 г. сократилась доля лиц, не получавших за период административного отпуска денежной компен­сации (с 41 до 38%). Масштабы неполной занятости на крупных и средних предприятиях в первой полугодии 1997 г. оцениваются в 1462 млн. человеко-часов, или 1,5 млн. условных работников, приве­ денных к полному рабочему времени. Интересно сопоставить данные государственной статистики о дина­ мике использования администра-ивных отпусков с данными социоло­ гических обследований ВЦИОМ. Доля положительно ответивших на вопрос приходилось ли им за последние три месяца уходить внеоплачи- ваемые отпуска в связи с отсутствием работы на предприятии (обследова­ ния проводились в марте, то есть речь идет об отпусках в ^[квартале года) в 1994 г. была самой высокой - 20% по сравнению с 11 ^в 1993 г., 15% в 1995 г. и 17% в июле 1996 г. (за март 1996 г. данных кет). Мы т.илим что по результатам опросов работающего населения пик админи-

7

А. Московская

именно такую долю составили в 1996 г. предприятия, чьируководи- тели указали на наличие избыточной рабочей силы. Однапеще как минимум 1[М5/;.о6еяаааййьи предприятий содержат избыточных работников, о чем свидетельствует практика административных от­ пусков и полных остановок производства.

Параллельно возросли и средние масштабы язбыточисй занято-

н^ ^ооТТоо^ средаем 43% занятых' Увелыившисьпо сравне­ нию с 1994-1995 гг. в 1,6 раза. В 1996 г. на налшие избыгка трудо­ вых ресурсов указали 44% обследованных государственных и столько частных предприятий. В одной из наиболее успешно работаю­ щих и рентабельных отраслей - пищевой промышленности - нали­ чие избытка занятых отмегили 43% предприятий. Среди предприя­ тии с численностью занятых менее 250 человек избыточная рабочая сила присутствует на 39% предприятий, а с численностью с выше 500 человек - на более 50% предприятий. С 1993 по 1995 г. более чем в

^^^^Т^00^™0 случаев полных ^аноюк предприятий (с Ш в 1993 г. до 33% в 1995 г.). Продолжительность остановок варь­ ирует от нескольких дней до полугода, а средний показатель возрос с пяти недель в 1993 г. до девяти недель в 1995 г. Примерно в два раза увеличилось за тот же период число случаев частичных остано-

ост^п0"350^3 (с 25 до 53%)- при этом если в 1993 г- личные

т^ то^!^?^" ^^ окол0 ™ Работников предприя­тия, то в 1995-1996 гг. - более </з занятых. Доля работников, нахо­дившихся в административном отпуске, возросла с 4% зачятых на предприятии (май 1993 г.) до 29% (май 1996 г). а доля п^т^пну

8

тля, то в 1995-1996 гг. - более Уз занятых. Доля работников, нахо­дившихся в административном отпуске, возросла с 4% занятых на предприятии (май 1993 г.) до 29% (май 1996 г), а доля работающих по сокращенному графику - с 4 до 26% в среднем для каждого абсле-довашюго предприятия. . 3^.етий».=и1-обс.дедова11,ие.199^г. было й[е^стольс^^а"ййгаб^ы^ и пр2^авительн&1м_каТТ1!^дыду11^^ обоу^аз ных предприятий4гр^сионов сократелх! по фавйёнйб^редш

^Ги более че Зкегбродскую"

вдвве^--тзлрос оаватывал тожо М( ЭБС^1Ь области^дрйчетГего^езуль.Га-ты <5бра$отаны далеко не 1блност^1о^Ло$те^у средние ^оказа7^ли трудо^ктолйос,щ^дш[уз^ннь*е1^ збсдедоваиия ^97 г. ^не­достаточны для [Тртгмото ^опостарГБНия^-а^лохич лями предыдущих лет. Основная часть анализа фенййенатрудо-избыточйостШюстроёна^Б данноцстатье наюазе обследовааий р94-19^6-гг.^Тем_не_менее в Некоторых случаях анатгаз^оттеднен^дан-нымипоследнего-1э6сл^ования~тго-^на1ь-_Ш4. где это иождс'^"^-

счДТаг

Ям.

Предварительные результаты обследования 1997 г. дозволяют говорить о некоторых сдвигах в динамике раслространешости фено­мена трудоизбыточности. Масштабы V. уровень трудоизбьггочяости заметно уменьшились в Москве (стПгбя-Л). В Нижегородсксй об­ласти сократились масштабы привлечения избыточной рабочей силы, однако возрос средний размер излишков трудовых ресурсов на пред­приятиях. Наконец, в Ивановской области расширился круг трудоиз-быточных предприятий, но уменьшился средний размер излишков рабочей силы. (^ееднозыааном-^арактере -динамики расдреетуаыен-

9

Избыточная зарятость на промышленных предприятиях России ""3

н^ти феномена труппиябытпч11ог^то-^^ту6ртк^-1-ОЯ<т 1ЭД7 ^ ~«^4д^ ^ дедьсгвуют и данные табдйшя-5- С одной стороны, с 1996 г. сокраща- ^ ется число случаев полных и частичных остановок производства на ш обследованных предприятиях, с другой - средняя продолжительность 1Г частичных остановок и средняя доля занятых в простаивавших под- Р^ разделениях за тот же период заметно возросли^ <^^. Опыт обследований и результаты анализа данного явления по- 01 казывают, что для функционирующего предприятия размер излиш- "ш ков трудовых ресурсов й| может в течение длительного времени пре- эс вышать Уз занятых ^Н^в каждом конкретном случае допустимый Н1С размер излишков определяется целым комплексом факторов, из ко- °3 торых наиболее существенных два - степень финансового благополу- V чия предприятия и уровень напряженности на рынке труда региона Е1 В связи с накоплением избыточной рабочей силы свыше определен- н' ного уровня происходит естественный ее "сброс", так как предпэия- к1 тие оказывается ке в состоянии платить "незаработанную" зарабог- тс ную плату большому числу работников. Резкое снижение заработной н0 платы либо коллектива работников в целоч, либо отдельны? профес- эс сиональных категорий вызывает естественный отток работников с пред- ^ приятия Поэтому динамика размера и распределения излишков тру- ^( довых ресурсов на предприятиях не параллельна нарастанию кризис- э1 ных явлений, а носит скачкообразный характер Несмотря на тэ что в двух из трех обследованных эегионов а0 число предприятий, указавших на наличие избыточной рабочей силы мг

10

довью ресурсов на предприятиях не параллельна нарастанию кризис­ных явлений, а носит скачкообразный характер. Несмотря на то что в двух из трех обследованных регионов число предприятий, указавших на наличие избыточной рабочей силы в 1997 г. по сравнению с 1996 г., сократилось до 40%, данные последнего обследования позволяют утверждать, что проблема из­быточной занятости по-прежнему касается большинства обследо­ванных предприятий. Как уже отмечалось, не все руководители трудоизбыточных предприятий отвечают утвердительно на вопрос о наличии у них избыточной рабочей силы. Да пашпн дмшьш, только за пять месяцев 1997 г. среди предприятий, отрицавших наличие у них избыточных занятых, 16% активно практиковали полные остановки производства средней продолжительностью около б недель, а еще 37% осуществляли частичные остановки произ­водства, средняя продолжительность которых превышала 5,5 не­дели; при этом в простаивавших подразделениях было занято в среднем 46% работников. Более того, данные всех обследований показывают, что многие предприятия сознательно содержат избыточную рабочую силу и не собираются ее сокращать (в 1995 г. - 63%, в 1996 г. - 55, в 1997 г. -58%). Сохранение избыточной рабочей силы на предприятии может служить свидетельством как углубления кризиса политики занятос­ти, так и формирования специфической модели адаптации предприя­тий к складывающимся экономическим условиям-

Обследование рынка труда в промышленности России в 1994 г. М.: ИЭ РАН,

11

А. МОСКОВСКАЯ, кандидат экономических наук, стариий научный сотрудник ИЭ РАН

ИЗБЫТОЧНАЯ ЗАНЯТОСТЬ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

РОССИИ: рюздтата^с*

Трудоизбыточнле предприятия в России - весьма загадочный феномен, что подтверждают как масштабы данного явления (ао ргду оцайб^трудоизбытошые предприятия составляют Уз промышленных предгриятий), так и степень экономического благополучия таких пред­приятий. Представляется, что они напрочь выпадают РЗ стереотипа рационального экономического поведения, предполагающего увязку количества и качестза рабочей силы с объемами производства. Но тем не менее избыточная занятость стала одной из харак­терных черт экономического поведения предприятий в период их адаптации к рыночным условиям. Ддггттшо обгпрлгтрлштй рннкя^у-да1(1Э94 1997 гг.1) Ценгра исглечованяя-рьшка труда ИЭ ГЛН, представленные в пжведеньшх-^-^рйлвжении-таблицах, опираются. н»-су&ь^к'гивные "^йенил~диреЕЛтров) и объ-ектйййы^-Х-етчетность предррияшй) свидггежув^ва-еехр^нени^ избыточкой запятости-^а Р^с^®ек^ннфемыцлеащ1Ц^предприятиа^ Несмотря на значитель­ное абсолютное сокращение занятых на большинстве обследован-

12

предприятий) свидетеяьства-евйр^нения- избыточной оапятостн-^а ро^^дтстпгу- ттрпмтдцгтрины^ предп[тдтмд^ Несмотря на значитель­ное абсолютное сокращение зануых на большинстве обследован­ных предприятий в течение более 1яти лет, на рубеже 1995-1996 гг. отмечается заметное увеличение доли избыточных работников. Субъективные оценки ('табл. 1.-1) шлюстрируют распределение тру-доизбыточных предприятий по ограслям, формам собственности, размеру и регионам. Объективны: данные отражают динамику ис­пользования производственных мощностей, число случаев и про­должительность остановок производства, вынужденных отпусков и работы по сокращенному графику по инициативе администраций предприятий (*м. рис. 1, тпбл.' ^,6). Проблема избыточной занятссти затронула предприятия всех форм собственности, отраслей и размеров. Если на рубеже 1994-1995 гг. отмечалось некоторое сокращение доли трудоизбыточных предприя­тий® ^то с середины 1995 г. она шовь начала расти, достигнув по крайней мере 45% обследованных "По крайней мере" потому, что

' Статья прдготовйена при поддержке Московского, общесгунного научного фонда, 9 ее ра6ючии_муериалапробИСОВа1 на Международном сеуинаре/ оргадмзр^ ваниемпграмка^ проекта ТАС^З АСЕ " Структурная1 перертройка предприятий я без­работица в России". '^ _&-^%-1-о6ел«давааие-финанеирйалпгь программпй ТА^т5-г^СЕ- ^1 ^десь и далее при отсутствии специальных оговорок трудсизбыточными счи­таются те предприятия, руководители которых утвердительно ответили на вопрос, может ли их предприятие производить то1 же объем продукции с меньшим количе­ством работников.

13

_________________________________Неполная занятость в России

ботников, занять1х в режиме неполного рабочего дня, в конечном счете либо возвращаются на свое предприятие, либо за время адми­нистративного отпуска находят работу на другом предприятии не пополняя ряды безработных5.

Имеющиеся данные' характеризующие динаййку неполной за­нятости в 1995 - первой половине 1997 гг., представлены в табли­цах 1 и 2. Сезонные колебания в использовании режима сокращенно­го рабочего времени проиллюстрированы на рисунках 1 и 2. В част­ности, заметно снижение численности отправленных в администра­тивные отпуска в легний период, когда в подавляющем большинстве работники оформляют очередной отпуск. Нелинейная динамика ха­рактерна для неполной занятости в целом. За весь период государственного статистического наблюдения за применением режима неполной занятости на крупных и средних пред­приятиях (с 1994 г.) наиболее значительные масштабы этого явления отмечены в 1996 г. В среднем в месяц в 1996 г в режиме неполного рабочего дня (недели) работали 3,2 млн., или 6,7% работников круп­ных и средних предприятий. Более 2 млн. (4,5%) работников нахо-

Неполная занятость

14

на крупных и средних предприятиях в 1995-1997 гг.

(в "о к среднесписочнои численности работников)

март июнь сентябрь декабрь март июнь сентябрь декабрь март июнь 1995 г. 19»б г. 1997 г.

Рис 1

пек тру^ЦЯ! -7фИ

^0 , Смиоиов С Работвдатели оооложении41 перс-в режиме неполного^рабочего времени. -уЧелоувк»

сточниками данных о неполной занятости служат введенное в статистическую практику с 1992 г обследование населения по проблемам занятости (обследование рабочей силы) и тек/щие статистические сведения, представляемые предприятиями и организациями с 1994 г Следует отметить, что численность работников, работавших неполный рабочий день или неделю по инициативе администрации, с 1995 г указы­вается на определенную дату в конце отчетного периода, в то время как в 1994 г она рассчитывалась за весь отчет1-ый период Такое уточнение необходимо принимать в расчет при изучении динамики использования этой формы неполной занятости и сопоставлении ее показателей за разные годы

15

Неполная занятость в России

Неполная занятость накрытых предприятиях в 1996-1997 гг.

(в расчете на одного средюсписсчнсго работника, часов)

1996-. 1997г

?ис. 2

дились в административных (лщсках Всего за 1996 г. в администра­тивных отпусках лобызали 7,5 или. ^-еловек. Суммарная продолжи­тельность отпусков на одного работЕика, который был в отпуске, составила за год 40 дней. Бол?е3,3 млн. человек, или 43% работни­ков, имевших в 1996 I. адмикгстратввные отпуска, не получали за период отпуска денежюй комтенсации. В 1996 г. доля работников переведенных на режим неполного рабочего дня (недели), увеличилась пс сравнению с 1995 г. в 1,7 раза^йЬ доля работников, которые находились в административных отпусках,

16

доля работников, которые находились в административных отпусках, изменилась незначительно. Таким образом, увеличение масштабов не­полной занятости в основном обусловливалось расширением практкхи перевода работников на неполный рабочий день или неделю. Обцке масштабы неполной занятости в 1996 г. на крупных и средних пред­приятиях достигли 3715 млн. человеко-часов, или 1,8 млн. условных работников, приведенных к полному рабочему времени

Наиболее широко неполная занятость распространена на предприятиях лепой промышленности, где в 1996 г. более половины работников ежемесячно былг не полностью заняты на производстве, в машиностроении (около 50%), промышленно­сти строительных материалов, химической и нефтехимической, стекольной и фар(ро-ро-фаянсовой промышленности (27-29%), а также на транспорте (около 20%), в строительных и научных организациях (16%). В легкой промышленности в 199) г. Уз работвиков в различные периоды времени были в административных отпусках, в машиностроении и промышленности строительных материалов - около половиы. Наиболее длительными по продолжительности были административные отпуска в ^^ машиностроении, промышленности строительных материалов, л ежой промышлен­ности - от 47 до 66 дней в расчете на одного работника, который был в отпуске (в целом по промышленности - 44 дня).

В 1996 г. средняя фактическая продолжительность рабочей не­дели у лиц, имевших адйинистративные\отпуска и вынужденно ра5о-

ЗЁ.4 Это также подтверждается данными опросов, проведенных Центром исследо­ваний рынка труда ИЭ РАН (Московская А. Избыточная занятость на промышлен­ных предприятиях России: рго е1 сопЬга. - Вопросы экономики, 1958, № 1, с. 59-73).

135


















































































 380 В


QF 1


P


3 Ф


QF 2


ТН


М


ТГ


МДТ


В


Ф


ШИР


И


Согл. У


СУ


ИП


БИ


ПУ


БД