Разработка конструкции линейного коммутатора

 

Содержание


Введение

. Конструкторский раздел

.1 Постановка задачи

.2 Выбор и обоснование конструкции

.3 Расчет теплового режима

.4 Расчет электромагнитной совместимости

.5 Расчет надежности

.5.1 Методика расчета на надежность

.5.2 Описание программы расчета надежности

.6 Разработка чертежей и чертежей деталей в среде КОМПАС

. Технологический раздел

.1 Общие сведения

.2 Система автоматизированного проектирования TechologiCS

.3 Технологическая подготовка производства

.4 Заключение

. Организационно-экономический раздел

.1 Введение

.2 Расчет плановой себестоимости проведения НИР

.3 Расчет себестоимости опытного образца кроссплаты

.4 Расчет себестоимости опытного образца КЛ

.5 Расчет экономической эффективности

. Раздел охраны труда

.1 Введение

.2 Обеспечение мер безопасности при настройке и регулировке линейного коммутатора (КЛ)

.3 Расчет искусственного освещения

.4 Заключение

Заключение

Список литературы


Введение


Радиоэлектронная аппаратура (РЭА), в основу функционирования которой положены принципы электроники, строится на базе электронных компонентов различного назначения (микросхем, резисторов, конденсаторов и др.) с помощью коммутационных (печатных) плат, разъемных и неразъемных соединений, несущей конструкции и т.п.

Производство РЭА в настоящее время развивается высокими темпами, находит все более широкое применение во многих областях. Современная РЭА используется в радиолокации, системах связи, персональных компьютерах, машиностроении и др.

В зависимости от функциональной сложности РЭА различают следующие уровни ее разукрупнения: электронная система, электронный комплекс, электронный блок, электронный функциональный узел.

В наше время организации переходят к модели проектировщика-универсала, который сочетает в себе квалификацию одновременно и конструктора, и технолога. САПР обеспечивают такой подход к производству, обеспечивая конструкторскую, технологическую работу, процесс подготовки производства, что позволяет небольшим организациям снизить сроки проектирования, улучшить качество проектов за счет более точного учета различных факторов, согласованности различных частей проекта, сократить ошибки в конструкторской документации.

На данный момент наше государство стремится к рыночной системе экономики. А это значит, что весь рынок, включая военную промышленность, захватывает конкуренция. Любое изделие не может долго продержаться на рынке, необходимо его постоянно усовершенствовать и модернизировать.

Целью модернизации радиоэлектронных средств является повышение качества и быстродействия приборов с одновременным уменьшением их габаритов. Вместе с этим также должна повышаться экономичность прибора, он должен стать более безопасным при эксплуатации и более долговечным в использовании. Этих результатов можно достичь при помочи усовершенствования схемотехнического решения изделия, использования новой элементной базы и современных материалов.

Целью данного проекта является разработка конструкции макета модернизированного линейного коммутатора.

1. Конструкторский раздел


.1 Постановка задачи


Требования к конструкции

Коммутатор должен быть выполнен с использованием конструктива Compac Pro.

Коммутатор должен иметь габаритные размеры не более 312х471х152 мм.

Коммутатор должен иметь:

ручку для переноски;

ножки на нижней и задней сторонах корпуса;

крышку, закрывающую переднюю панель корпуса.

Коммутатор должен иметь арматуру для установки:

врубных разъёмов для подключения модулей;

направляющих для модулей;

крепления для модулей под невыпадающий винт.

Масса коммутатора не должна превышать 10 кг.

На панели разъемов для подключения объекта контроля должны располагаться разъемы X1, X12 - X21.

Модули внутри макета должны располагаться в соответствии с рисунком:


МПМКЛМКЛМКЛМКЛМКЛМКЛМКЛМКЛПлата модемаПанель разъёмов для подключения объектов контроля

Технические требования

Волновое сопротивление витой пары для линии DATA+(B) и DATA-(A) должно быть не более 120 Ом.

Для цепей питания использовать провод типа МГШВ 0,35, а для остальных - МГТФ 0,35 (типы провода могут уточняться на этапе разработки).

Измерительные цепи должны иметь сопротивление изоляции не менее 20 ГОм при напряжении постоянного тока (100±10) В. Измерения выполнять между контактами A1 и С1, А3 и С3, А5 и С5, А7 и С7, А9 и С9, А11 и С11, А13 и С13, А15 и С15.

Экраны витых пар должны быть соединены к корпусу в одной точке.

Эксплуатационные требования

Относительная влажность воздуха при температуре 25?С до 98%.

Питание коммутатора должно осуществляться от источника постоянного тока напряжением в диапазоне от 10,8 до 14,6 В.

Ток потребления коммутатора должен быть не более 5 А.

Рабочая температура окружающего воздуха от минус 10 до 50?С.

Предельная температура окружающего воздуха от минус 40 до 50?С.

Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.).

Коммутатор должен сохранять работоспособность и быть прочным после воздействия синусоидальной вибрации в диапазоне частот 1 - 200 Гц с амплитудой ускорения 19,6 м/с2 (2g).

Коммутатор должен сохранять работоспособность и быть прочным после воздействия ударов многократного действия с пиковым ударным ускорением 98 м/с2 (10g) и длительностью действия ударного ускорения 5 - 10 мс.

Коммутатор должен сохранять свои технические характеристики при непрерывной работе в течение 24 часов.

Среднее время наработки на отказ коммутатора должно быть не менее 3000 ч. Срок службы должен быть не менее 12 лет.

1.2 Выбор и обоснование конструкции


Процесс развития РЭА обусловлен требованиями постоянного усложнения выполняемых ею функциональных задач и расширением областей применения. Функциональная сложность РЭА в свою очередь определяет аппаратурную и оценивается числом схемных или активных элементов. С увеличением последней возникают противоречия в цепочке взаимодействующих факторов: сложность - надежность - масса -энергопотребление - стоимость - сроки разработки и изготовления. Здесь важную роль играет конструктор, который путем создания и совершенствования элементной базы, новых методов конструирования, применения прогрессивных материалов и методов формообразования деталей и узлов, новой технологии изготовления способствует разрешению этих противоречий. Знания, которыми должен располагать конструктор радиоаппаратуры, весьма разнообразны. Конструктору необходимо знать принципы действия радиотехнических устройств и систем; особенности компоновок РЭА; свойство материалов и их проявления в различных условиях эксплуатации; технологию изготовления отдельных деталей и сборочных единиц; автоматизацию проектирования конструкций и технологических процессов; условия эксплуатации РЭА и методы защиты от ее дестабилизирующих факторов(теплообменные процессы, вибрации и удары, воздействие влаги), основы анализа надежности РЭА , основы микроэлектроники, вопросы стандартизации, технологичности, экономику и технику безопасности, правила оформления конструкторской документации и многое другое.

Согласно ТЗ конструкция КЛ должна быть выполнена на основе конструктива CompacPRO. Был изучен ассортимент компании Schroff, которая занимается разработкой и реализаций продуктов данной линейки. Было решено выбрать следующие компоненты:

1.Корпус.



2.Передняя и задняя панели.


3.Ножки из пенистого пластика.



4.Складная ручка для переноски.



5.Горизонтальные рельсы.



6.Рейки с резьбовыми отверстиями.


7.Направляющие для печатных плат.



Для коммутации модулей внутри КЛ было решено разработать кроссплату на основе схемы электрической принципиальной прилагаемой к ТЗ, которая устанавливается в задней части блока и крепиться к рельсам. Плата должна быть изготовлена из диэлектрика, материал СФ-2-50Г-1,5 1кл. ГОСТ 10316-78, класс точности 3, группа жесткости 2. Покрытие элементов проводящего рисунка Хим. М 20 О-С (66) 15 опл. На плате устанавливаются розетки СНП322-64ac. Разводка платы выполнена в среде P-CAD таким образом, чтобы в последствии установить жгут, соединяющий элементы на передней панели и кроссплату согласно электрической схемы. Модули, входящие в состав КЛ устанавливаются согласно ТЗ по направляющим, подсоединяются к кроссплате с помощью вилок СНП322-64ac и крепятся к рельсам под невыпадающие винты.


1.3 Расчет теплового режима


Большинство радиотехнических устройств, потребляя от источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей до единиц ватт. Остальная электрическая энергия, подводимая к аппарату, превращаясь в тепловую, выделяется внутри аппарата. Температура нагрева аппарата оказывается выше температуры окружающей среды, в результате чего происходит процесс отдачи теплоты в окружающее пространство. Этот процесс идет тем интенсивнее, чем больше разность температур аппарата и окружающей среды.

Специалисты в области создания новых радиоэлектронных аппаратов знают, что расчеты теплового режима аппаратов столь же необходимы, как и расчеты, связанные с функциональным назначением их.

Интуитивные методы проектирования РЭС и в частности реализация нормального теплового режима складывались годами. Такой подход в настоящее время оказывается не в состоянии обеспечить выбор в исключительно сжатые сроки безошибочных, близких к оптимальным решений.

Известно, что надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры сильно зависит от температуры окружающей среды. Для каждого типа элемента в технических условиях указывается предельная температура, при превышении которой элемент нельзя эксплуатировать. Поэтому одна из важнейших задач конструктора радиоэлектронной аппаратуры состоит в том, чтобы обеспечить правильные тепловые режимы для каждого элемента.

Исходные данные для расчёта:

1) - размеры корпуса блока, перпендикулярные направлению обдува, мм.:

L1=331, L2=471;

размер корпуса блока в направлении продува, мм.: L3=147;

) мощность, рассеиваемая в блоке ?150Вт;

3) мощности рассеивания элементов:

в блоке имеется 10 модулей. Принимаем все модули как единый элемент с равномерно размещенными деталями.

) площади поверхностей элементов:

- Sпл=0,27м2; - площадь занимаемая модулями;

) коэффициент заполнения блока КЗ= 0,43;

) расстояние в направлении движения воздуха от входного сечения до места расположения модулей, мм:

l = 73;

7) температура охлаждающего воздуха на входе: 323К (50°С);

8) допустимая температура элемента:

в нашем случае предельная температура для всех элементов Тпр=358К (85 ОС)

) скорость охлаждающего воздуха: 0,5 м/с.

Расчёт выполнен в соответствии с методикой, изложенной в учебном пособии Раткопа Л. Л., Спокойного Ю. Е. [3].

) Определяем массовый расход воздуха по формуле


,


где F - площадь поперечного сечения проёма, перпендикулярного направлению обдува, r и u - соответственно средние в этом сечении плотность и скорость воздуха.



) Определяем средний перегрев воздуха в блоке по формуле:

) Определяем площадь поперечного сечения в направлении продува сечения корпуса блока

4) По графикам определяем

Рис.1 «Зависимость m1 от расхода воздуха» m1 = 2*10-3


Рис.2 «Зависимость m2 от поперечного сечения корпуса аппарата»

m2 = 2

Рис.3 «Зависимость m3 от пути движения воздуха» m3 = 6,4


Рис.4 «Зависимость m4 от Кз» m4=0,9


) Рассчитываем перегрев нагретой зоны:


;


) Находим условную поверхность нагретой зоны :

;


7) Находим удельную мощность нагретой зоны :


;


) Находим удельную мощность элементов :


;


) Рассчитываем перегрев поверхности элементов:


;


10) Рассчитываем перегрев окружающей элементы

среды:


;

11) Определим температуру нагретой зоны:


= 3,6 + 323 = 325,6 К .


средняя температура воздуха в блоке:


= 0.127 + 323 = 323.127 К .


температура воздуха на выходе из блока:


=2 × 0,127 + 323 = 323,254 К .


температура поверхности элемента:


;


;

Таким образом, полученная температура поверхности элементов не превышает температуру, заданную по техническим условиям (Тпр).

Вывод: сконструированная РЭА считается допустимой, если температура в критических зонах элементов РЭА меньше допустимых значений, которые указаны в ТУ.


1.4 Расчет электромагнитной совместимости


Экранированием называется локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве за счет ограничения распространения ее всеми возможными способами.

Из этого определения следует, что в понятие экрана входят как детали механической конструкции, так и электротехнические детали фильтрующих цепей и развязывающих ячеек, ибо только их совместное действие дает необходимый результат.

Определение необходимости той или иной степени экранирования данной электрической цепи, так же как и определение достаточности того или иного вида экрана, почти не поддается техническому расчету, потому что известные теоретические решения отдельных простейших задач оказываются не применимыми к сложным электрическим цепям, состоящим из произвольно расположенных в пространстве элементов, излучающих электромагнитную энергию в самых разнообразных направлениях. Для расчета экрана пришлось бы учитывать влияние всех этих отдельных излучений, что невозможно. Поэтому от конструктора, работающего в этой области, требуется особенно ясное понимание физического действия каждой экранирующей детали, ее относительного значения в комплексе деталей экрана и умение выполнять ориентировочные подсчеты эффективности экрана.

Известно, что частота работы КЛ не значительна (в пределах 200 Гц). Это означает, что возникающее при работе поле будет мало и соответственно не требуется разработка экрана. Но согласно исходной схеме электрической принципиальной монтажные провода должны быть экранированные, чтобы не возникли наводки между ними.

Металлические экраны, наложенные поверх изолированных жил, защищают их от взаимного влияния и от влияния внешнего поля. Заряды на жилах, размещенных внутри экрана, индуцируют на его внутренней поверхности заряды, равные первым по величине, но противоположные по знаку. При этом на внешней поверхности экрана сосредоточиваются заряды, равные по величине и знаку зарядам жил. Заряды, расположенные вне экрана, не влияют на электрическое состояние жил кабеля, так как поле этих зарядов во внутреннем пространстве компенсируется полем зарядов, индуцированных на внешней поверхности металлического экрана.

По принципу действия экраны подразделяются на электростатические, магнитостатические и электромагнитные. Электростатические и магнитостатические экраны действуют благодаря повышенным электро и магнитопроводности применяемых материалов. Эти экраны эффективны лишь в области низких частот. В области высоких частот требуемый эффект достигается применением электромагнитных экранов, действие которых основано на отражении электромагнитных волн от поверхности экрана и затухания высокочастотной энергии в толще металлического экрана. Затухание энергии в экране обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи. Чем выше частота передаваемой энергии и толще экран; тем больше затухание в экране. Отражение энергии от экрана связано с несоответствием волновых характеристик изоляционного материала и металлического экрана. Чем больше они различаются, тем сильнее сказывается эффект экранирования за счет отражения.

На рис. 1.4.1 изображена схема прохождения электромагнитной энергии через экран. Электромагнитная энергия поля помех W, достигнув экрана, частично проходит через него, затухая при этом в толще его, а частично отражается. Отраженная энергия на границе изоляция - экран обозначается W01 . На второй границе (экран - изоляция) происходит вторичное отражение энергии (W02 ), и лишь остаток энергии (Wэ ) проникает в заэкранированное пространство. В результате прохождения энергии через экран величина ее уменьшается от W до Wэ . В действительности процесс более сложный: энергия многократно отражается от границ изоляция - экран - изоляция.

Рис. 1.4.1. Схема прохождения электрической энергии через экран.поле помех; W 01 и W 02 -отраженные поля; W э - поле за экраном.


Эффективность экранирования учитывают коэффициентом экранирования Э, представляющим собой отношение напряженностей электромагнитного поля в какой-либо точке экранированного пространства при наличии экрана (Е э и Н э ) к напряженности поля в этой же точке без экрана (Е и Н):



Коэффициент экранирования Э изменяется в пределах 1-10. Эффективность экрана можно выражать через затухание экранирования Аэ:



Чем меньше коэффициент экранирования Э, тем больше величина затухания экранирования А э. Коэффициент экранирования


где первый член в правой части соответствует экранированию поглощения, а второй-экранированию отражения; ? - толщина экрана; zи - волновое сопротивление изоляции; zм - волновое сопротивление металла экрана,

Затухание экранирования, характеризующее величину затухания, вносимого экраном,



где Ап - затухание экранирования поглощения; Ао - затухание от экранирования отражения.

Затухание от экранирования поглощения А II обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи в экране. Чем выше частота и больше толщина экрана, тем больше эффект экранирования. С увеличением магнитной проницаемости ? и проводимости экрана ? улучшается экранирующий эффект; поэтому эффект экранирования магнитных экранов больше, чем немагнитных.

Затухание от экранирования на отражение А0 обусловлено несоответствием волновых сопротивлений изоляции zи и металла экрана zэ . Наиболее эффективными являются многослойные экраны (медь - сталь или медь - сталь - медь). Повышенная эффективность таких экранов объясняется дополнительными отражениями энергии на границах различных металлов и малыми потерями энергии благодаря наличию медного слоя экрана вблизи источника энергии. В медном слое преобладает затухание на отражение, а в стальном слое - затухание на поглощение.

Глубина проникновения поля


Экранирующее действие экрана коаксиального кабеля обусловлено поглощением энергии в толще экрана на вихревые токи. Коэффициент экранирования сплошного экрана (внешнего проводника коаксиальных кабелей) может быть определен по приближенной формуле



где ? - толщина экрана; D - внутренний диаметр экрана; k - коэффициент распространения. Сопротивление экрана из оплетки при низких частотах примерно равно сопротивлению при постоянном токе. При частотах выше 3 Мгц сопротивление линейно зависит от частоты:



где ? - коэффициент рассеяния, зависящий от конструктивных данных оплетки, определяемый экспериментально.

Экранирующие свойства оплетки повышаются с увеличением ее плотности. На рис. 1.4.2 приведена зависимость от частоты переходного затухания между экранированными жилами с экранами в виде оплетки. Коэффициент экранирования металлических оплеток


где H - коэффициент спиральности оплеток, зависящий от отношений размеров r и l:

. . . 0 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,0 3,0 4,0 5.0

H. . . 1 0,015 1,044 1,156 1,489 1,94 2,23 3,17 4,17 5,55- шаг оплетки; b - расстояние между проволоками экрана; а - расстояние между центрами проволок экрана; r0 - радиус проволоки экрана; гэ - радиус экрана.

На рис. 1.4.3 показана зависимость экранного затухания А э от угла оплетки а. Идеальным экраном является сплошной цилиндрический экран (труба).


Рис. 1.4.2. Зависимость переходного затухания между экранированными жилами от частоты.

- однослойный экран из медной оплетки; 2 - двухслойный экран из медной и стальной оплеток; 3 - трехслойный экран из медной, стальной и медной оплеток.

Рис. 1.4.3. Зависимость экранного затухания от угла оплетки.

1 - сплошная трубка, 2 - оплетка с различными углами.


В случае оплетки экранное затухание возрастает с увеличением угла оплетки а и достигает максимального уровня, когда все проволоки экрана лежат параллельно оси провода.

Вторым видом экрана для кабелей и проводов является обмотка тонкими медными или алюминиевыми лентами, а также металлизированной бумагой. Экран в виде обмотки металлическими лентами отличается от оплошной трубки наличием в нем продольного магнитного поля, образуемого током, проходящим по лентам, наложенным по спирали. Возникновение дополнительной индуктивности экрана из медных лент приводит к возрастанию сопротивления и уменьшению экранирующей способности экрана.

Рис. 1.4.4. Зависимость экранного затухания для экранов из медных лент от частоты и ширины зазоров между витками обмотки.

- сплошной трубчатый медный экран; 2 - экран из обмотки медными лентами; 3 - то же, но с зазорами 13 мм; 4 - то же, но с зазорами 26 мм.


Рис. 1.4.5. Зависимость экранного затухания от отношения шагов наложения проволок экрана и скрутки жил в кабель.

1 - сплошной трубчатый медный экран; 2 - экран из лент, наложенных с перекрытием; 3 - экран с зазорами между витками шириной 1 мм; 4 - то же, но с зазорами в 6 мм.


На рис. 1.4.4 показана зависимость экранного затухания от частоты экрана из медных прямоугольных проволок, наложенных повивом. С увеличением зазора между проволоками экранное затухание резко уменьшается. На рис. 1.4.5 доказана зависимость экранного затухания от отношения шага наложения проволок экрана к шагу скрутки жил в экранируемом кабеле. В этом случае максимальный экранирующий эффект достигается при совпадении шагов наложения обмотки экрана и скрутки жил.


1.5 Расчет надежности линейного коммутатора


.5.1 Методика расчета на надежность

Расчет количественных показателей надежности модулей коммутации линии проведен с целью определения показателя надежности. В качестве показателя надежности задана наработка на отказ То.

Расчет То проведен по методу ?-характеристик входящих в него изделий электронной техники (ИЭТ) с учетом их количества, типов и реальных электрических и тепловых режимов работы.

Расчет основан на следующих допущениях:

а) отказы ИЭТ являются событиями случайными и независимыми;

б) распределения времени безотказной работы ИЭТ подчиняются экспоненциальному закону;

в) интенсивности отказов ИЭТ в течение срока службы постоянны во времени, т. е. ?=const;

г) схема надежности модулей коммутации линии является простой последовательной, т. е. отказ любого элемента приводит к отказу модулей коммутации линии;

д) учитываются все элементы, отказ которых ведет к отказу модулей коммутации линии в целом: резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы, микросхемы, соединители, резонаторы, фильтры и др.

Кроме указанных элементов в расчете учитывались монтажные паяные соединения (пайки), отказы которых приводят к отказу модулей коммутации линии.

При проведении расчета использовалась следующая техническая документация:

-схема электрическая принципиальная;

-перечень элементов;

справочный материал по надежности электрорадиоизделий, единый справочник, том 1 издание 9, том 3 издание 8.

Расчет выполнялся в автоматизированной системе расчета надежности АСРН.

При проведении расчета определены следующие показатели надежности:

1.Параметр потока отказов в целом на модули коммутации линии в рабочем режиме.

2.Наработка на отказ.

Расчет КПН модулей коммутации линии проведен по элементам с учетом сведений изложенных в справочниках путем заполнения таблицы соответствующих справочников АСРН.

Принятые в таблицах 1.6.1. и 1.6.2. обозначения:

?б- приведенная базовая интенсивность отказов данного типа изделий;

Кпр- коэффициент приемки, отражающий степень жесткости требований к контролю качества и правилам приемки ИЭТ;

Кэ- эксплуатационный коэффициент для перерасчета интенсивности отказов групп или типов изделий от режимов испытаний к условиям эксплуатации аппаратуры. Контроллер ПДУ, предназначенный для эксплуатации в закрытом помещении в интервале температур от 0 до 65С отнесен к группе 1.1;

Ккорп- коэффициент, учитывающий тип корпуса микросхем;

Кст- коэффициент, зависящий от сложности интегральной микросхемы и температуры окружающей среды;

Кv- коэффициент, учитывающий снижение максимальных значений напряжения питания;

Кр- коэффициент режима, характеризующий зависимость надежности изделий от величины электрической нагрузки и температуры окружающей среды;

Кt- коэффициент, зависящий от температуры для кварцевых пьезоэлектрических резонаторов и генераторов;

Кr- коэффициент, зависящий от величины сопротивления;

Кс- коэффициент, зависящий от величины емкости;

Кf- коэффициент, зависящий от частоты и мощности в импульсе для мощных транзисторов СВЧ.

Ккк- коэффициент, зависящий от количества задействованных контактов.


1.5.2 Описание программы АСРН

Автоматизированная система расчета надежности (АСРН) разработана на базе справочника "Надежность электрорадиоизделий" и позволяет рассчитывать суммарную интенсивность отказов модулей 1-го и 2-го уровней без резервирования, укомплектованных отечественными и импортными ЭРИ в режиме эксплуатации и хранения (только для отечественных ЭРИ) в составе подвижных и неподвижных объектов.

Система снабжена генератором отчетов, конвертором результатов расчета в формат HTML, а также базой данных импортных ЭРИ, формируемой пользователями.

В пакет поставки входит:

справочник "Надежность ЭРИ" последней редакции;

программа чтения pdf - файлов Acrobat Reader 5.0;

справочник по расчету надежности зарубежной элементной базы;

положение о справочнике "Надежность ЭРИ";

справочная система о правилах работы с программой;

Система функционирует под управлением операционной системы Windows 95 и выше и требует ~ 40Мб свободного дискового пространства и не менее 64 Мб оперативной памяти.

Для работы программы необходимо наличие монитора с разрешением не менее 600х800 и принтера для печати результатов расчета.

Добавление, редактирование и удаление ЭРИ

При добавлении ЭРИ в модули первого и второго уровня (выбор пунктов "Добавить ЭРИ") появляется окно ввода исходных данных по ЭРИ.

Выбор необходимого типа ЭРИ осуществляется из дерева класс-группа-тип (раскрывается двойным нажатием на кнопку мыши) или при помощи поиска ЭРИ.

После выбора типа ЭРИ справа от дерева появляются все поля для ввода исходных данных, которые необходимо заполнить (иначе кнопка "ОК" пассивна).

Исходные данные вводятся непосредственно в поля для ввода (обычно числовые величины, входящие в модель), выбираются из перечня возможных значений (обычно функциональный режим работы и другие параметры, заданные в табличной форме при отсутствии модели), а также параметры, которые вводятся или выбираются из инкрементного регулятора с шагом 0.1 (для коэффициента нагрузки).

Если электрорадиоэлемент отсутствует в базе данных, то расчет эксплуатационной интенсивности отказов можно провести по "Тип не существенен". Тогда в качестве базовой принимается среднегрупповая интенсивность отказов. В этом случае необходимо также ввести ряд дополнительных параметров в явном виде (например, для интегральных микросхем наименование, сложность и тип корпуса).

Для удобства в окно добавлены кнопки для связи со справочниками "Надежность ЭРИ" и "Надежность импортных ЭРИ" и кнопка для вызова корпоративной базы данных импортных ЭРИ.

При редактировании ЭРИ все необходимые данные заполнены и могут быть изменены.

Таблица 1.5.1 Расчет надёжности КЛ

Расчет надежности КЛ: НГТУ.468345.016. Основные исходные данные

. Расчет в режиме: эксплуатации

. Группа аппаратуры: 1.2

. Температура окружающей среды °С: 35. Расчет суммарной интенсивности отказов входящих модулей и ЭРИ:

Модуль КЛ1: НГТУ.468345.111

Тип ЭРИКоличествоСхемная позиция?б (бсг)?э, 1/ч?э*n, 1/чИнтегральные микросхемы5559ИН2Т1D10.37·10-70.34·10-70.34·10-7ATmega8515-16AI1D2-1.33·10-81.33·10-8ULN2803A3D3 - D5-1.13·10-70.34·10-6КонденсаторыК10-17в2C2, C33·10-81.02·10-92.05·10-9К10-17в2C4, C53·10-81.23·10-92.45·10-9СоединителиPLD2X2, X30.46·10-70.55·10-71.1·10-7Итого для модуля:0.5·10-6

Модуль питания: НГТУ.468345.206

Тип ЭРИКоличествоСхемная позиция?б (бсг)?э, 1/ч?э*n, 1/чИнтегральные микросхемыМПА5А1А10.44·10-71.81·10-71.81·10-7СМА60В1А20.44·10-71.81·10-71.81·10-7Оптоэлектронные полупроводниковые приборы3Л341Б2V1,V20.4·10-70.55·10-71.09·10-7РезисторыС2-33Н3R1,R2,R40.65·10-70.7·10-72.09·10-7С2-33Н1R30.65·10-70.99·10-70.99·10-7КонденсаторыК50-294С1,С2,С4,С60.36·10-60.98·10-60.39·10-5К50-17в2С3,С51.9·10-70.74·10-71.48·10-7Коммутационные изделияМТ1Т11.1·10-70.75·10-70.75·10-7Соединители низкочастотные и радиочастотныеСНП3221Х11.9·10-82.64·10-82.64·10-82РМ1Х40.8·10-91.67·10-101.67·10-10Итого для модуля:0.49·10-5

Модуль (модем): НГТУ.468345.205

Тип ЭРИКоличествоСхемная позиция?б (бсг)?э, 1/ч?э*n, 1/чИнтегральные микросхемыС31341А10.44·10-71.81·10-71.81·10-7Оптоэлектронные полупроводниковые приборы3Л341Б8V1...V80.4·10-70.55·10-70.44·10-6СоединителиDB-25F1Х10.46·10-71.1·10-71.1·10-7СНП3221Х21.9·10-82.64·10-82.64·10-8ГИ42Х3,Х40.7·10-92.79·10-100.56·10-9Кабели, провода и шнуры электрическиеМГТФ1420.8·10-100.6·10-90.6·10-9Итого для модуля:0.76·10-6

Модуль (кроссплата): НГТУ.468345.116

Тип ЭРИКоличествоСхемная позиция?б (бсг)?э, 1/ч?э*n, 1/чРезисторыС2-33Н180.65·10-70.99·10-70.99·10-7Соединители низкочастотные и радиочастотныеСНП3229Х1...Х101.9·10-80.41·10-70.37·10-6Итого для модуля:0.47·10-6

Модуль КЛ: НГТУ.468345.110-01

Тип ЭРИКоличествоСхемная позиция?б (бсг)?э, 1/ч?э*n, 1/чИнтегральные микросхемы5559ИН2Т1D10.37·10-70.34·10-70.34·10-7ATmega85151D2-1.33·10-81.33·10-8ULN2803A3D3 - D5-1.13·10-70.34·10-6Знакосинтезирующие индикаторы3Л341Б2V1, V20.5·10-70.75·10-71.5·10-7РезисторыС2-33Н2R1, R20.65·10-70.99·10-71.99·10-7С2-33Н2R3, R40.65·10-70.79·10-71.59·10-7КонденсаторыК50-291C10.36·10-61.46·10-71.46·10-7К10-17в2C2, C33·10-81.02·10-92.05·10-9К10-17в2C4, C53·10-81.23·10-92.45·10-9Коммутационные изделияМКА-40142 гр.А (МДС 50-130А)17K1 - K170.6·10-60.75·10-61.27·10-5КМ-1, КМ-22S1, S21.6·10-70.66·10-71.31·10-7Соединители низкочастотные и радиочастотныеСНП31X11.03·10-92.59·10-92.59·10-9PLD2X1, X20.46·10-70.55·10-71.1·10-7ГИ42X4, X50.7·10-92.79·10-100.56·10-9Кабели, провода и шнуры электрическиеМГТФ1Провод МГТФ 0,120.8·10-100.6·10-90.6·10-9СоединенияМКА-40142, К50-29, С2-33Н, 3Л341Б, СНП322, РГ-05,37K1 - K17, С1 - С5, R1 - R4, V1, V2, X1, B11.3·10-92.6·10-90.96·10-7КМ1-1, ГИ44S1, S2, X4, X50.7·10-101.4·10-100.56·10-9Платы с металлизированными сквозными отверстиямиПечатный монтаж1E11.7·10-110.6·10-70.6·10-7Печатный монтаж1E21.7·10-110.45·10-70.45·10-7Навесной монтаж1Е11.1·10-101.66·10-71.66·10-7Итого для модуля:1.44·10-5. Итого для модуля: НГТУ.468345.016

Шифр модуляДецимальный номерКоличествоСхемная позиция?э, 1/ч?э*n, 1/чНГТУ.468345.111ДН820.5·10-60.4·10-5НГТУ.468345.206ПП130.49·10-50.49·10-5НГТУ.468345.205ПМ140.76·10-60.76·10-6НГТУ.468345.016КП150.47·10-60.47·10-6НГТУ.468345.110-01ДН811.44·10-51.15·10-4Итого для модуля:1.25·10-4

T0 = 1/э = 1/(1.25*10-4) = 8000 ч.


Зависимость безотказной работы изделия от времени t определяем при помощи графика. При построении графика время изменяется до тех пор, пока вероятность безотказной работы системы не станет равной или меньше 0,1.

Для НГТУ.468345.016:



Рис. 1.5.1. Зависимость вероятности безотказной работы от времени для НГТУ.468345.016


Вероятность безотказной работы модуля коммутации линии в течение 24 часов равна:

P(24) = 0.997


1.7 Разработка чертежей и чертежей деталей в среде КОМПАС


Программные продукты для проектирования, конструирования и черчения, разработанные компанией АСКОН, стали стандартом автоматизации для тысяч предприятий и организаций. Их популярность объясняется отличными функциональными возможностями, удобством и надежностью, уникальной быстротой освоения и внедрения у заказчиков, большим набором стандартных библиотек и специализированных приложений.

При использовании разнообразных прикладных библиотек семейства КОМПАС, существует возможность на единой графической платформе организовать по модульному принципу программный комплекс, ориентированный на решение типовых задач в различных предметных областях (например, проектирование инженерных сетей, технологических трубопроводов и т.п.).

АСКОН уделяет огромное внимание обеспечению удобного и быстрого обмена информацией с другим ПО САПР, применяемым заказчиками. КОМПАС содержит различные конверторы для обмена данными с другими системами проектирования, инженерных расчетов, подготовки управляющих программ и т.д. Функции импорта данных из большинства форматов, а также некоторые функции экспорта предоставляются пользователям КОМПАС бесплатно. К ним относятся:

·чтение графических файлов форматов DXF, DWG и IGES;

·запись данных спецификации в форматы DBF и Microsoft Excel;

·запись документов КОМПАС в различные растровые форматы (TIFF, GIF, JPEG, BMP, PNG, TGA);

·чтение и запись текстовых файлов форматов ASCII (DOS), ANSI (Windows); чтение текстовых файлов формата RTF.

Некоторые конверторы для экспорта и импорта данных являются отдельными компонентами системы. Используя их, можно выполнить:

·запись графических файлов форматов DXF, DWG и IGES;

·чтение файлов формата PDIF (P-CAD).

·чтение файлов *.model системы CATIA 4 в КОМПАС-График

Интеграция с САПР SolidWorks, Unigraphics, SolidEdge обеспечивается за счет поддержки в КОМПАС чтения и записи данных Parasolid.

"Конвертер текстовых конструкторских документов" предназначен для получения в форматах КОМПАС Перечня элементов и Спецификации на изделия, разработанные в системах P-CAD и OrCAD. Полученные документы могут быть при необходимости доработаны стандартными средствами КОМПАС. Конвертор работает с ВОМ-файлами систем P-CAD версий 2000..2002 и OrCAD версий 9.x


2. Технологический раздел


2.1Общие сведения


Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического соединения деталей и ЭРЭ в изделии или его части, выполняемых в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия. Выбор последовательности операций сборочного процесса зависит от конструкции изделия и организации процесса сборки. Сборочные соединения бывают подвижными, если сопряженные детали могут перемещаться в определенных направлениях относительно друг друга, или неподвижными, если их взаимное расположение сохраняется неизменным. В свою очередь, они разделяются на разъемные и неразъемные.

Монтажом называется ТП электрического соединения ЭРЭ изделия в соответствии с принципиальной электрической или электромонтажной схемой. Монтаж производится с помощью печатных, проводных или тканых плат, одиночных проводников, жгутов и кабелей. Основу монтажно-сборочных работ составляют процессы формирования электрических и механических соединений.

В соответствии с последовательностью технологических операций процесс сборки (монтажа) делится на сборку (монтаж) отдельных сборочных единиц (плат, блоков, панелей, рам, стоек) и общую сборку (монтаж) изделия. Организационно он может быть стационарным или подвижным с концентрацией или дифференциацией операций. Стационарной называется сборка, при которой собираемый объект неподвижен, а к нему в определенные промежутки времени подаются необходимые сборочные элементы. Подвижная сборка характеризуется тем, что сборочная единица перемещается по конвейеру вдоль рабочих мест, за каждым из которых закреплена определенная часть работы. Перемещение объекта сборки может быть свободным по мере выполнения закрепленной операции или принудительным в соответствии с ритмом процесса.

Сборка по принципу концентрации операций заключается в том, что на одном рабочем месте производится весь комплекс работ по изготовлению изделия или его части. При этом повышается точность сборки, упрощается процесс нормирования. Однако большая длительность цикла сборки, трудоемкость механизации сложных сборочно-монтажных операций определяют применение такой формы в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Дифференцированная сборка предполагает расчленение сборочно-монтажных работ на ряд последовательных простых операций. Это позволяет легче механизировать и автоматизировать работы, использовать рабочих низкой квалификации. Сборка по принципу дифференциации операций эффективна в условиях серийного и массового производства. Однако чрезмерное дробление операций приводит к возрастанию потерь вспомогательного времени на транспортировку, увеличению производственных площадей, повышению утомляемости рабочих при выполнении несложных однообразных действий. Поэтому в каждом конкретном случае должна быть определена технико-экономическая целесообразность степени дифференциации сборочных и монтажных работ.

К монтажно-сборочным процессам предъявляют требования высокой производительности, точности и надежности. На повышение производительности труда существенное влияние оказывают не только степень детализации процесса и специализации рабочих мест, уровень механизации и автоматизации, но и такие организационные принципы, как параллельность, прямоточность, непрерывность, пропорциональность и ритмичность.

Параллельность сборки - это одновременное выполнение частей или всего технологического процесса, что приводит к сокращению производственного цикла. Использование этого принципа обусловлено конструкцией РЭА, степенью ее расчленения на сборочные единицы. Наибольшими возможностями с технологической точки зрения обладают два вида обеспечения параллельности процессов:

1)изготовление и сборка на многопредметных поточных линиях одновременно нескольких изделий;

2)совмещение на автоматизированных поточных линиях изготовления деталей с их сборкой.

При организации производственного процесса стремятся обеспечить кратчайший путь прохождения изделия по всем фазам и операциям от запуска исходных материалов и ЭРЭ до выхода готового изделия. Любые отклонения от прямоточности усложняют процесс сборки, удлиняют цикл изготовления радиоаппаратуры. Принцип прямоточности должен соблюдаться во всех подразделениях предприятия и сочетаться с принципом непрерывности.

Непрерывность ТП сборки предусматривает сокращение или полное устранение меж- или внутриоперационных перерывов. Достигается непрерывность рациональным выбором техпроцессов, соединением операций изготовления деталей с их сборкой, включением в поток операций влагозащиты, контроля и регулировки.

Под принципом пропорциональности в организации производственного процесса понимается пропорциональная производительность в единицу времени на каждом рабочем месте, линии, участке, цехе. Это приводит к полному использованию имеющегося оборудования, производственных площадей и равномерному выпуску изделий. Улучшает пропорциональность рациональное деление конструкции на сборочные единицы и унифицированность ее элементов.

Принцип ритмичности предполагает выпуск в равные промежутки времени одинаковых или возрастающих количеств продукции. Ритмичность при сборке повышается за счет использования типовых и групповых процессов, их унификации и предварительной синхронизации операций.

Проектирование ТП сборки и монтажа РЭА начинается с тщательного изучения на всех производственных уровнях исходных данных, к которым относятся: краткое описание функционального назначения изделия, технические условия и требования, комплект конструкторской документации, программа и плановые сроки выпуска, руководящий технический, нормативный и справочный материал. К этим данным добавляются условия, в которых предполагается изготавливать изделия: новое или действующее предприятие, его местонахождение, имеющееся на нем оборудование и возможности приобретения нового, кооперирование с другими предприятиями, обеспечение материалами и комплектующими изделиями. В результате проведенного анализа разрабатывается план технологической подготовки и запуска изделия.

В разработку ТП сборки и монтажа входит следующий комплекс взаимосвязанных работ:

1)выбор возможного типового или группового ТП и его доработка в соответствии с требованиями, приведенными в исходных данных;

2)составление маршрута единичного ТП общей сборки и установление технологических требований к конструкции входящих в нее блоков и сборочных единиц;

)составление маршрутов единичных ТП сборки блоков (сборочных единиц) и установление технологических требований к входящим в них сборочным единицам и деталям;

)определение необходимого технологического оборудования, оснастки, средств механизации и автоматизации;

)моделирование и оптимизация техпроцесса по производительности;

)разбивка ТП на элементы;

)расчет и назначение технологических режимов, техническое нормирование работ и определение квалификации рабочих;

)разработка ТП и выбор средств контроля, настройки и регулировки;

)выдача технического задания на проектирование и изготовление специальной технологической оснастки;

10)расчет и проектирование поточной линии, участка серийной сборки или гибкой производственной системы, составление планировок и разработка операций перемещения изделий и отходов производства;

11)выбор и назначение внутрицеховых подъемно-транспортных средств, организация комплектовочной площадки;

)оформление технологической документации на процесс в соответствии с ЕСТД и ее утверждение;

)выпуск опытной партии;

)корректировка документации по результатам испытаний опытной партии.

Разработка технологического маршрута сборки и монтажа РЭА начинается с расчленения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схем сборочного состава и технологических схем сборки. Элементами сборочно-монтажного производства являются детали и сборочные единицы различной степени сложности. Построение таких схем позволяет установить последовательность сборки, взаимную связь между элементами и наглядно представить проект ТП. Сначала в компактном виде составляется схема сборочного состава всего изделия, а затем ее дополняют развернутыми схемами отдельных сборочных единиц. Расчленение изделия на элементы проводится независимо от программы его выпуска и характера ТП сборки. Схема сборочного состава служит основой для разработки технологической схемы сборки, в которой формируется структура операций сборки, устанавливается их оптимальная последовательность, вносятся указания по особенностям выполнения операций.

Состав операций сборки определяют исходя из оптимальной дифференциации монтажно-сборочного производства. Требования точности, предъявляемые к сборке РЭА, в большинстве своем ведут к необходимости концентрации процесса на основе программируемого механизированного и автоматизированного оборудования, что снижает погрешности сборки при существенном повышении производительности процесса.

При непоточном производстве целесообразными технологическими границами дифференциации являются:

1)однородность выполняемых работ;

2)получение в результате выполнения операции законченной системы поверхностей деталей или законченного сборочного элемента;

)независимость сборки, хранения и транспортирования от других сборочных единиц;

)возможность использования простого (универсального) или переналаживаемого технологического оснащения;

)удобство планировки рабочих мест и участков;

)обеспечение минимального удельного веса вспомогательного времени в операции;

)установившиеся на данном производстве типовые и групповые операции.

В поточном производстве необходимый уровень дифференциации операций в основном определяется ритмом сборки.

Оптимальная последовательность технологических операций зависит от их содержания, используемого оборудования и экономической эффективности. В первую очередь выполняются неподвижные соединения, требующие значительных механических усилий. Каждая предыдущая операция не должна препятствовать выполнению последующих. На заключительных этапах собираются подвижные части изделий, разъемные соединения, устанавливаются детали, заменяемые в процессе настройки.


2.2 Система автоматизированного проектирования TechologiCS


В дипломном проекте для разработки типовых технологических процессов поверхностного монтажа, а также комплекта технологической документации на изготовление модулей коммутации линии использовалась автоматизированная система технической подготовки производства TechnologiCS. Программный продукт TechnologiCS предназначен для решения задач конструкторско-технологической подготовки, планирования и управления производством на предприятиях различных отраслей промышленности.

В современных условиях динамично изменяющегося рынка и острой конкуренции основным фактором успеха предприятия становится его эффективность. Один из признанных во всем мире способов повышения эффективности работы предприятия - широкое применение информационных технологий.

Существуют разные концепции применения ИТ на машиностроительных и сходных с ними по характеру производствах. Описанное ниже решение является собственной разработкой российской компании CSoft. В основу предлагаемой методологии и соответствующего программного обеспечения положен более чем 15-летний успешный опыт разработки и внедрения информационных систем для подготовки и управления производством на машиностроительных, приборостроительных, ремонтно-механических и других предприятиях. Основная концепция предлагаемого решения -сквозная информационная система, когда все участники процесса работают в физически единой информационной среде, максимально используют необходимые данные в электронном виде. Практический опыт внедрения этой методологии показал, что при соответствующей реорганизации бизнес-процессов предприятия применение решений от CSoft позволяет за сравнительно короткое время добиться кардинального повышения эффективности процесса подготовки производства. То есть, не увеличивая численность персонала, сократить цикл "проектирование-производство", снизить издержки, связанные с ошибками и недостаточной информационной обеспеченностью, упорядочить и сделать подконтрольным процесс проведения изменений, сократить общее количество электронных и бумажных документов, уменьшить число согласований, обеспечить скоординированную работу конструкторских, технологических, плановых и производственных служб предприятия.

Функциональные возможностиявляется открытой, легко настраиваемой (при необходимости - модифицируемой) средой, предназначенной для информационной поддержки процессов конструкторско-технологической и технической подготовки производства, планирования и управления производством, управления обеспеченностью производства материалами и другими ресурсами. Физически единая система TecnologiCS логически может быть разделена на следующие модули:

Управление нормативно-справочной информацией <#"justify">В то же время, благодаря системе обновлений TechnologiCS предприятия могут при желании переходить на новую версию ПО в течение нескольких часов, независимо от количества установленных клиентских мест, полностью сохраняя при этом все собственные настройки БД, функции, работоспособность созданных приложений и интерфейсов.

Технически система реализована по технологии "клиент-сервер". Сервер БД функционирует под управлением СУБД MS SQL или Interbase. И клиентские места, и сервер TechnologiCS нетребовательны к аппаратным ресурсам. Даже при большом числе одновременно работающих пользователей не создается большого сетевого трафика. Пример из практики: при работе с большими объемами данных (более 200 000 конструкторских спецификаций и технологических процессов) и большом (более 300) количестве одновременных подключений система устойчиво функционирует в локальной сети пропускной способностью 100 Mbit на персональных компьютерах "офисного" класса.


2.3 Технологическая подготовка производства


Технолог выбирает в системе нужную деталь (узел) и переходит в режим редактирования ее технологического процесса. При выборе детали для работы возможны различные варианты:

·выбор детали (узла) непосредственно в БД системы (с использованием классификатора и средств поиска);

·выбор детали из спецификации или из режима отображения структуры (дерева) изделия;

·деталь может быть помещена на рабочий стол конкретному исполнителю (например, его руководителем) с соответствующими комментариями. В этом случае технолог выбирает деталь для работы из тех, что уже лежат у него на рабочем столе;

·из задания, сформированного с использованием подсистемы документооборота. В таком случае технолог получает электронный документ-задание, содержащий ссылку на деталь в БД, для которой необходимо разработать (отредактировать/проверить) технологический процесс.

Какой именно способ использовать в реальной работе - зависит от принятого на конкретном предприятии порядка проведения ТПП с использованием TechnologiCS.

Прежде чем коснуться непосредственно процедуры разработки ТП, отметим некоторые особенности работы с электронными технологическими процессами в системе TechnologiCS.

Электронный ТП в системе TechnologiCS является не просто документом или файлом - в первую очередь это структурированное описание процесса изготовления соответствующей детали (узла) с указанием последовательности и места выполнения технологических операций, применяемого оборудования и средств оснащения, необходимых материалов и норм их расхода, трудоемкости. С одной стороны, электронный ТП служит основой для автоматического формирования различных описывающих его документов (комплектов документов), а с другой - для планирования и контроля производственного процесса.

В ТП содержится следующая основная информация: маршрут прохождения детали по цехам, материал заготовки, последовательность операций с указанием оборудования, выполняемых технологических переходов, необходимого инструмента и оснастки. На небольшом предприятии или в маленьком технологическом бюро и разработка ТП, и нормирование могут выполняться одним специалистом. На крупных заводах разработкой маршрута обычно занимается один отдел, материальным нормированием - другой, непосредственно разработкой операционного ТП и подготовкой основной технологической документации - третий, а нормированием трудоемкости - четвертый. Система TechnologiCS поддерживает различные способы организации работы с электронным ТП, определяемые принятым на предприятии порядком проведения ТПП.

Насколько детально описывается в электронном виде технологический процесс, также зависит от требований конкретного предприятия и определяется в основном:

·требованиями к выпускаемой технологической документации;

·требованиями к полноте информации, которая заносится в систему на стадии технологической подготовки, с точки зрения дальнейшего использования электронных ТП для задач планирования и управления производством.

электромагнитный кроссплата линейный коммутатор

2.4 Заключение


Гибкость, большие функциональные возможности, встроенные средства для развития и модификации системы позволяют внедрять программу поэтапно, а также эффективно использовать ее совместно со специализированными программными продуктами (например, различными САПР).

Как и любое программное обеспечение, TechnologiCS предназначен для повышения эффективности работы, причем не только отдельных специалистов или служб, но и, что главное, предприятия в целом.- это современная единая электронная среда для совместной работы специалистов и подразделений предприятия, которые обеспечивают решение главной задачи: выпуск продукции. Система позволяет организовать на качественно новом уровне скоординированную работу конструкторов, технологов, нормировщиков, планово-экономической и производственно-диспетчерской службы, материально-технического снабжения, цеховых диспетчеров, технологов, вплоть до мастеров. Являясь ядром, обеспечивающим непрерывность информационного сопровождения процессов от разработки конструкции изделия до контроля его изготовления, TechnologiCS может органично дополняться встроенными модулями для автоматизации решения конкретных инженерных задач и сторонними специализированными приложениями (CAD/CAM/CAE-системами, расчетными модулями и программами и т.п.).

Идеология системы TechnologiCS предполагает активное использование электронных данных в единой информационной среде, а это означает:

·коллективную работу (в режиме реального времени) множества пользователей из различных служб с одной и той же или тесно взаимосвязанной информацией;

·использование единожды введенной информации о деталях, изделиях, материалах, технологических операциях и т.д. на всех стадиях производственного процесса - от разработки изделия до контроля его изготовления;

·возможность по-новому, намного более эффективно использовать техническую информацию не только в виде документов, но и в различных ее представлениях на экране и на бумаге - в виде сводных и детальных отчетов, диаграмм, таблиц и т.д.

Чтобы обеспечить все перечисленные возможности и при этом максимально сократить количество возможных ошибок, устранить необязательные проверки и согласования, упростить проведение изменений, пользователи системы работают с физически одной и той же базой данных нормативно-технической информации. Это набор электронных справочников, описывающих конкретное предприятие. Здесь собрана информация о том, какое оборудование имеется на предприятии, какие материалы используются, какой можно применять инструмент, какая имеется оснастка (в том числе собственного изготовления), какие применяются стандартные и покупные изделия. Электронные справочники могут содержать не только номенклатуру, но и всевозможные характеристики и параметры станков, инструмента, материалов, графические изображения, трехмерные модели и т.д.

Таким образом, главные отличия TechnologiCS - процессно-ориентированная идеология и полнота функциональных возможностей системы. Задачи конструкторско-технологической подготовки, планирования, снабжения и управления производством рассматриваются не по отдельности, а как единый процесс, направленный на выпуск и совершенствование продукции. Возможности TechnologiCS позволяют работать в одной общей среде всем основным участникам процесса: от конструктора, который разрабатывает спецификацию изделия, до мастера, контролирующего процесс изготовления деталей непосредственно в цехе. В результате использование системы открывает возможность не просто компьютеризировать работу отдельных служб, а реорганизовать ее, сделать более эффективной, скоординированной, организованной на самом современном уровне.

3. Организационно-экономический раздел


.1 Введение


Новое или модернизированное устройство (прибор) будет находиться на уровне современной техники, если оно удовлетворяет не только эксплуатационным требованиям, но и требованиям технологичности конструкции, т.е. экономичности его изготовления в данных производственных условиях.

Важнейшими факторами, определяющими технологичность конструкции, являются:

·количество деталей в конструкции и их соотношение по конструктивному назначению;

·конструктивные формы деталей;

·степень использования в конструкции стандартных деталей и деталей из ранее выпущенных конструкций;

·количество применяемых марок и типоразмеров материалов и их расход на изделие;

·рациональное расчленение изделия на узлы и другие сборочные единицы.

Количественное соотношение деталей в конструкции или электрической схеме по их конструктивному назначению является важнейшим фактором технологичности, т.к. определяет экономичность конструктивной и пространственной компоновки изделий.

Экономичность конструкции можно повысить, если уменьшить общее количество деталей (элементов) в ней.

В создание РЭА, ее эксплуатацию, поддержание в рабочем состоянии и проч. вкладывается живой и овеществленный труд. В своей совокупности затраты труда образуют стоимостное свойство машины - ее экономичность.

Показателем экономичности РЭА, может служить сумма затрат на проектирование, изготовление, реализацию, эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонты, утилизацию.

Задача конструктора состоит в том, чтобы функциональные требования к РЭА оптимальным образом согласовались с её экономическими характеристиками.

В данном разделе дипломного проекта необходимо выполнить расчет сметы затрат на научно-исследовательскую разработку и расчет себестоимости кроссплаты и макета линейного коммутатора. Кросспата НГТУ.468345.116 состоит из платы с радиоэлементами и лицевой панели. Макет КЛ в свою очередь состоит из 8ми модулей коммутации линии, платы модема и платы питания. Кроссплата предназначена для установки в макет линейного коммутатора для подсоединения остальных модулей.


3.2 Расчет плановой себестоимости проведения НИР


Целью планирования себестоимости проведения НИР является экономически обоснованное определение величины затрат на её выполнение. В плановую себестоимость НИР включаются все затраты, связанные с её выполнением, независимо от источника их финансирования. Определение затрат на НИР производится путём составления калькуляции плановой себестоимости. Она является основным документом, на основании которого осуществляется планирование и учёт затрат на выполнение НИР.

Калькуляция плановой себестоимости проведения НИР составляется по следующим статьям затрат:

·материалы;

·спецоборудование для научных (экспериментальных) работ;

·основная заработная плата;

·дополнительная заработная плата;

·единый социальный налог;

·прочие прямые расходы.

1.Материалы.

На статью «Материалы» относятся затраты на сырьё, основные и вспомогательные материалы и комплектующие изделия, необходимые для выполнения конкретной НИР (за вычетом обратных отходов).


Таблица 3.1.1. Расчет затрат по статье «Материалы».

Материалы и другие материальные ресурсыЕдиница измеренияКоличествоЦена за единицу, рубСумма, рубБумагаЛист А4, шт5000,30150Набор канц. товаров1 комплект23060Картридж для принтерашт.2280560Итого:770

2.Спецоборудование для научных работ.

На статью «Спецоборудование для научных (экспериментальных) работ» относятся затраты на приобретение или изготовление специальных приборов, стендов, аппаратов и другого специального оборудования, необходимого для выполнения конкретной НИР.

Для разработки документации понадобятся 1 компьютер и 3 принтера (разных форматов). В течение 4 месяцев инженер-конструктор и технолог будет заниматься разработкой конструкторских и технологических документов, предназначенных для изготовления опытного образца.


Таблица 3.1.2. Расчет затрат по статье «спецоборудование для научных работ»

СпецоборудованиеКол-во, штЦена за 1 день аренды, рубКол-во дней, штСумма, рубКомпьютер12008717400Принтер330221980Итого:19380

Затраты на эксплуатацию комплекса технических средств (КТС) без учёта зарплаты персонала включают затраты на электроэнергию и затраты на материалы.

Норма расхода электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении, необходимой для работы КТС, определяется по формуле:


Нэн = Мдв *Тштк, где


Мдв - выходная мощность КТС;

Тштк - время работы КТС.

Мощность, потребляемая каждым компьютером равна 150 Вт, принтером - 60 Вт, следовательно:

Норма расхода Нэн = (150Вт×8ч)×87+(60Вт×8ч)×22 = 114,9 кВт*ч.

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:



где НЭН - норма расхода энергии;

СЭН - стоимость единицы энергии (1кВ×ч = 1,55 руб. для предприятий)

ЗЭН = 114,9×1,55 = 178 руб.

Итого: 19380 + 178 = 19558 руб.

3.Основная заработная плата производственного персонала.

К статье «Основная заработная плата» относится основная заработная плата научных сотрудников, инженерно-технических работников, лаборантов, чертёжников и рабочих, непосредственно занятых выполнением конкретной НИР, а также заработная плата работников нештатного состава, привлекаемых к её выполнению. Размер основной заработной платы устанавливается, исходя из численности различных категорий исполнителей, трудоёмкости, затрачиваемой ими на выполнение отдельных видов работ, и их средней заработной платы (ставки) за один рабочий день. Расчёт фонда оплаты труда производится, исходя из длительности этапов проведения НИР и состава рабочей группы при проведении каждого этапа. Расчёт длительности этапов проведения НИР происходит по установленным нормативам трудоёмкости НИР или по примерному соотношению продолжительности этапов НИР. Численность и состав группы специалистов, привлекаемых для выполнения каждого этапа, определяется с учётом сложности предстоящих работ руководителем разработки.

Исходными данными для расчёта является трудоёмкость отдельных видов работ по категориям работающих таблицы 3.1.3.


Таблица 3.1.3. Этапы НИР и их трудоемкость

Этап НИРДолжность исполнителяТрудоемкость, чел/часАнализ ТЗВедущий инженер50Подготовка справочных данныхИнженер40Разработка электрической схемыИнженер110Разработка пакета КДИнженер-конструктор, технолог700Изготовление печатных платИнженер40Выполнение электромонтажаМонтажник130Изготовление макетаИнженер150Испытание макетаИнженер80Отладка макетаИнженер70Отладка КДИнженер110Итого:1480

Для определения основной заработной платы на НИР принимаем: среднее количество рабочих дней в месяце - 22 рабочих дня;

продолжительность рабочего дня - 8 часов.

Основная заработная плата вычисляется:



где ЗП - основная заработная плата производственного персонала по НИР;

q - число профессиональных групп исполнителей;

Сi - усреднённая часовая тарифная ставка заработной платы одного работника профессиональной группы, руб./час;

Ti - нормативное время каждой профессиональной группы на выполнение своей работы во всей НИР.

Перечень профессиональных групп исполнителей НИР, усреднённые часовые ставки заработной платы работников каждой группы и коэффициенты, соответствующие удельному весу каждой профессиональной группы в трудоёмкости НИР, представлены в таблице 3.1.4:


Таблица 3.1.4. Усредненные часовые ставки исполнителей НИР.

Группы исполнителей НИРЧасовая ставка, руб/часТрудоемкость, чел/часУдельный вес трудозатрат в трудоемкости НИРВедущий инженер80500,03Инженер506000,41Инженер-конструктор, технолог607000,47Монтажник501300,09

Таблица 3.1.5. Расчет основной заработной платы.

Этап НИРДолжность исполнителяЧасовая ставка, руб/часТрудоемкость, чел/часВсего, рубАнализ ТЗВедущий инженер80504000Подготовка справочных данных Инженер 50 40 2000Разработка электрической схемы Инженер 50 110 5500Разработка пакета КДИнженер-конструктор, технолог 60 700 42000Изготовление печатных платИнженер50402000Выполнение электромонтажаМонтажник501306500Изготовление макетаИнженер501507500Испытание макетаИнженер50804000Отладка макетаИнженер50703500Отладка КДИнженер501105500Итого:148082500

4.Дополнительная заработная плата.

На статью «Дополнительная заработная плата» относятся выплаты, предусмотренные законодательством за непроработанное время: оплата очередных и дополнительных отпусков, оплата времени, связанного с выполнением государственных и общественных обязанностей, выплаты вознаграждений за выслугу лет и др. Размер дополнительной заработной платы работников, непосредственно выполняющих НИР, определяется в процентах от их основной заработной платы. В научных учреждениях этот размер составляет примерно 10-12% от основной.

Получаем: 82500×0,12 = 9900 руб.

5.Единый социальный налог.

На статью «Отчисления на социальное страхование» относятся отчисления на оплату перерывов в работе по временной нетрудоспособности. Размер отчислений на социальное страхование определяется в процентах от суммы основной и дополнительной заработной платы работников, непосредственно выполняющих НИР. В научных учреждениях отчисления на социальное страхование составляет 26% от суммы основной и дополнительной заработной платы.

Получаем: (82500 + 9900)*0,26 = 24024 руб.

6.Прочие прямые расходы.

К ним относятся расходы на приобретение и подготовку материалов специальной научно-технической информации, оплата всех видов услуг связи, расходы на приобретение литературы, оплата услуг страховой и пожарной охраны, налоги, сборы, расходы по подготовке научных кадров. Прочие прямые расходы принимают равными 10% от основной заработной платы.

Получаем: 82500*0,1 = 8250 руб.

На основании полученных данных по отдельным статьям затрат составляется калькуляция плановой себестоимости в целом по НИР по форме приведённой в таблице 3.1.6:


Таблица 3.1.6. Калькуляция плановой себестоимости проведения НИР.

Статья затратСумма , руб1. Материалы7702. Спецоборудование для специальных работ195583. Основная заработная плата825004. Дополнительная заработная плата99005. Отчисления на социальное страхование240246. Прочие прямые расходы8250Итого:145002

3.3 Расчет себестоимости опытного образца кроссплаты НГТУ.468345.116


Себестоимость опытного образца складывается из расходов по статьям:

·материалы;

·покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;

·основная и дополнительная заработная плата основных производственных рабочих;

·отчисления на единый социальный налог;

·расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

·цеховые расходы;

·общезаводские расходы;

·внепроизводственные расходы.

1.Основные и вспомогательные материалы.

В этой статье учитываются все затраты на основные и вспомогательные материалы, используемые при разработке. Цены берутся без НДС.


Таблица 3.2.1. Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы.

Наименование материаловЕд. изм.Кол.Цена ед., руб.Сумма, руб.Пластмассовые стержни, листыСтеклотекстолит СФ-2-50Г-1,5 1клкг0,090194,8017,55Прочие материалыЛак УР-231 УХЛ2кг0,1113,711,37Припой ПОС-61кг0,02316,546,33Краска МКЭ чернаякг0,0335,001,05Итого:36,3

2.Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты.


Таблица 3.2.2. Расчет затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты.

НаименованиеКол-во, штЦена за единицу, рубСумма, рубРезисторыС2-33Н-0,5-120 Ом ±5%-А-Д-В10,250,25Крепежные изделияВинт В.М2,5 - 6g x 10.36.013220,8518,7Гайка М2,5 - 6Н.5.013220,5912,98Шайба 2,5 65 Г 016220,378,14Шайба А.2,5.04.013220,439,46Присоединительные изделияРозетка СНП322-64ас1044,56445,56Итого:495,09

3.Основная заработная плата производственных рабочих.

Таблица 3.2.3. Основная заработная плата производственных рабочих.

Вид работСредний разряд рабочихНорма времени, чЧасовая ставка, рубТарифная часовая плата, рубЗаготовительные4841,47331,76Слесарные4844,8358,4Изготовление плат5844,8358,4Монтажные5841,47331,76Сборочные5844,8358,4Наладочные5841,47331,76Итого:2070,48

4.Дополнительная заработная плата рабочих.

Для производственных рабочих дополнительная заработная плата составляет 15% от основной заработной платы.

Итого: 0,15*2070,48=310,57

5.Единый социальный налог.

26% от суммы основной и дополнительной заработной платы.

Итого: 0,26*(2070,48+310,57)=619,07

6.Цеховые расходы.

150% от основной заработной платы.

Итого: 1,5*2070,48=3105,72

7.Общезаводские расходы.

120% от основной заработной платы.

Итого: 1,2*2070,48=2484,58

8.Внепроизводственные расходы.

5% от суммы первых 7 пунктов.

Итого: 0,05*9267,37=456,09


Таблица 3.2.4. Калькуляция себестоимости кроссплаты.

Статья затратСумма, руб1. Сырье и материалы36,32. Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты495,093. Основная ЗП2070,484. Дополнительная ЗП310,575. Единый социальный налог619,076. Цеховые расходы3105,727. Общезаводские расходы2484,588. Внепроизводственные расходы456,09Итого:9577,9

3.4 Расчет себестоимости опытного образца макета линейного коммутатора НГТУ.468345.016


Для данного образца значения пунктов 3 - 7 будут такими же. Рассмотрим пункты 1, 2 и 8:

1.Основные и вспомогательные материалы.


Таблица 3.3.1. Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы.

Наименование материаловЕд. изм.Кол.Цена ед., руб.Сумма, руб.ПроводаПровод МГТФ 0,35м109,3793,37Провод МГШВ 0,35кг248,6497,28Прочие материалыПрипой ПОС-61кг0,02316,546,33Клей БФ-4кг0,006119,000,71Итого:197,69

2.Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты.


Таблица 3.3.2. Расчет затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты.

НаименованиеКол-во, штЦена за единицу, рубСумма, рубСборочные единицыМодуль коммутации линии816453,59131628,72Плата модема111385.7111385,71Модуль питания112044.1712044,17Кроссплата19577,99577,9Конструктив CompacPRO11500015000Присоединительные изделияГнездо ГИ4109,6096,0Розетка СНП323-48аbс134,5634,56Крепежные изделияВинт В.М2,5 - 6g x 10.36.01320,851,7Гайка М2,5 - 6Н.5.01320,591,18Шайба А.2,5.04.01320,430,86Шайба 2.5 65 Г 01620,801,6Итого:179772,4

8.Внепроизводственные расходы.

5% от суммы первых 7 пунктов.

Итого: 0,05*188560,51=9428,03


Таблица 3.3.3. Калькуляция себестоимости макета коммутатора.

Статья затратСумма, руб1. Сырье и материалы197,692. Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты179772,43. Основная ЗП2070,484. Дополнительная ЗП310,575. Единый социальный налог619,076. Цеховые расходы3105,727. Общезаводские расходы2484,588. Внепроизводственные расходы9428,03Итого:197988,54

.5 Экономический эффект для НГТУ.468345.016


Годовой экономический эффект:


Э = С1 - С2 - 0,15*К/N = 650000-197988,54-0,15*145002/1 = 430261,16 руб.,

где С1, С2 - себестоимости старого и нового изделий;

K- смета затрат на НИР изделия;

N - число изделий в год.

Из проведённого выше расчёта можно сделать вывод, что разработка и изготовление опытного образца коммутатора экономически целесообразны и выгодны, поскольку его полная стоимость в несколько раз дешевле существующих аналогов. Экономичность модуля по сравнению с аналогами достигается за счёт уменьшения числа покупных элементов и улучшения схемотехнического решения. За счет этого потребуется разработать меньший объём КД и ТД.

4. Охрана труда


.1 Введение


Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Для правильной организации работы по обеспечению безопасных условий труда необходимо знать опасные и вредные факторы, характерные для рассматриваемых рабочего места, профессии или производства, а также природу их воздействия на человека.

Опасными и вредными производственными факторами называют факторы, воздействие которых на работника может привести к его травме или профессиональному заболеванию и по природе их действия подразделяются в основном на:

) определяющие безопасность условий труда,

) определяющие безопасность трудового процесса.

К первым относятся опасные и вредные факторы физической, химической и биологической природы действия, ко вторым - психофизиологической природы действия.

Физические факторы подразделяются на следующие группы:

·движущиеся машины, механизмы, незащищенные подвижные элементы оборудования, перемещающееся сырье, элементы конструкций, оборудования, исходные материалы, готовая продукция, падающие предметы;

·повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов, воздуха рабочей зоны, строительных конструкций;

·повышенная или пониженная влажность, подвижность воздуха, его ионизация;

·повышенное напряжение электрического тока, повышенный потенциал статического электричества;

·повышенный уровень шума, вибрации и ультразвука;

·повышенный уровень ультрафиолетовой, инфракрасной радиации, электромагнитных, радиоактивных и других излучений;

·недостаточность естественного или искусственного освещения, повышенная яркость света, пульсация светового потока;

·острые кромки, заусенцы и шероховатости на поверхности оборудования и инструмента;

·расположение рабочих мест на значительной высоте от пола (земли).

При настройке и регулировке линейного коммутатора имеют значение преимущественно физические факторы. Рассмотрим технику безопасности при настройке и испытаниях линейного коммутатора


4.2 Обеспечение мер безопасности при настройке и регулировке линейного коммутатора (КЛ)


Задачей техники безопасности является создание безопасных условий труда, полностью исключающих возможность травматизма (ушибы, ранения, ожоги, поражения электрическим током и т. п.). Причиной травматизма, как правило, являются не случайные обстоятельства, а постоянно существующие на рабочих местах факторы опасности, в отношении которых не были своевременно приняты необходимые меры по их устранению.

При выполнении монтажных и регулировочно-настроечных работ необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности.

В процессе регулировки нередко приходиться выполнять и монтажные работы, при которых категорически запрещается:

·принимать пищу и курить в помещении, где паяют припоями, содержащими свинец;

·перед обеденным перерывом и после работы необходимо тщательно обмывать руки однопроцентным раствором соды и тщательно мыть их теплой водой;

·после работы следует принять душ;

·спецодежду регулярно стирать и хранить на производстве;

·не реже одного раза в год проходить медицинский смотр.

На рабочем месте регулировщика существует опасность поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением; к обесточенным токоведущим частям с остаточным электрическим зарядом; к металлическим нетоковедущим частям, соединенными (вследствие нарушения целостности изоляции) с токоведущими частями.

Действие тока на организм человека зависит от его силы, напряжения прикосновения, частоты, продолжительности воздействия, пути прохождения тока и индивидуальных особенностей организма.

Различают следующие воздействия электрического тока на организм человека: тепловое (ожог), механическое (разрыв тканей), химическое (электролиз) и биологическое (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца).

Токи высокой частоты вызывают ожоги. С уменьшением частоты и увеличением времени воздействия опасность поражения увеличивается. Чем больше значение напряжения прикосновения, тем больше опасность поражения. Безопасным для жизни человека считают напряжение не выше 42 В. Напряжение 220 В и 380 В является источником повышенной опасности поражения электрическим током. Поэтому неукоснительное выполнение и соблюдение правил и требований безопасности резко уменьшают электротравматизм.

Основные требования при проведении регулировочно-настроечных работ следующие:

·все доступные для прикосновения токоведущие части оборудования должны быть ограждены;

·рубильники и выключатели общего питания должны быть мгновенного действия;

·всё электрооборудование, а также его части и механизмы, которые могут оказаться под напряжением, подлежат заземлению;

·рабочий электроинструмент и лампы местного освещения должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не более 42 В, при необходимости понижения сетевого напряжения 220 В (380 В) до 42 В необходимо применять разделительные понижающие трансформаторы. Использовать с этой целью автотрансформаторы недопустимо.

Основные правила при проведении регулировочно-настроечных работ следующие:

·не отсоединяйте заземления, убедитесь в том, что оно имеется во всех необходимых местах, не используйте приспособления, прерывающих цепи заземления;

·не пытайтесь внести изменения в работу схемы защиты, не отсоединяйте систему блокировки, удостоверьтесь, что она работает нормально;

·никогда не полагайте, что схема или приборы отключены, проверьте с помощью специального прибора всё ли функционирует в соответствии с условиями работы;

·не измеряйте напряжения и токи переносимыми приборами с неисправными щупами;

·используйте инструменты, приборы и защитные средства, предусмотренные инструкциями по технике безопасности;

·содержите рабочий инструмент, оборудование в хорошем состоянии, используйте его только по назначению;

·производите замену неисправных элементов, доработку монтажа иди другие работы в схеме прибора только при отключенном питании;

·при замене одних элементов другими следите за точным соответствием между ними, т.к. некоторые электроэлементы оказывают решающее влияние на безопасность функционирования изделия;

·не пытайтесь работать со сложными схемами или оборудованием до получения специальной подготовки;

·перед началом работы снимите кольца, браслеты и другие металлические предметы вашего туалета;

·не работайте во влажной одежде;

·не работайте при плохом освещении;

·не работайте, если чувствуйте усталость или сонливость (например, вследствие принятия медикаментов);

·помните, что более полные сведения по технике безопасности при работе с изделием находятся в руководстве по эксплуатации или паспорте данного изделия.

Соблюдение требований и выполнение правил техники безопасности, регулярное проведение соответствующих мероприятий способствует повышению производительности труда, качества продукции и сохранению здоровья трудящихся.


4.3 Расчет искусственного освещения


При выполнении монтажных и регулировочных работ особое внимание необходимо обращать на освещенность рабочих мест, т.к. операции, выполняемые на этих местах, сопряжены со значительным напряжением зрения и внимания работающих.

Благодаря качественному освещению можно быстро и правильно различить яркость, цвет и форму предметов обстановки или оборудования, с которым работает человек. При этом глаза не должны перенапрягаться и уставать. Чтобы достичь зрительного комфорта, нужно выдержать на определённом уровне множество светотехнических параметров: оптимальную освещённость, слепящее действие, гармоничное распределение яркости света по основным поверхностям помещения, правильную цветопередачу, тенеобразование и многое другое. Обеспечивают всё это грамотно выбранные светильники.

Неправильная эксплуатация осветительных установок в пожароопасных местах может привести к взрыву, пожару и несчастным случаям.

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое светом неба (прямым и отраженным), искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. В спектре естественного (солнечного) света в отличие от искусственного гораздо больше необходимых для человека ультрафиолетовых лучей. Для естественного освещения характерна высокая диффузность (рассеянность) света, весьма благоприятная для зрительных условий работы. Естественное освещение подразделяют на боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных окнах; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях, а также через световые проемы в местах перепада высот смежных пролётов зданий; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух типов: общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. Общее освещение подразделяют на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри помещений не допускается.

К современному производственному освещению предъявляются высокие требования как гигиенического, так и технико-экономического характера:

·при организации производственного освещения необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах;

·производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней;

·для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов;

·осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопасности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара;

Для помещения кузова автомобиля, в котором используется линейный коммутатор, определяющим фактором освещения является планировка помещения, включающая искусственное освещение, так как естественное освещение отсутствует (см. рис.1.).

Рис. 1. Схема освещения кузова автомобиля


Назначение искусственного освещения - создать благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении все предметы выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами:

·номинальное напряжение питания U (В);

·электрическая мощность лампы Р (Вт);

·световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд);

·световая отдача Ф/Р(лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности;

·срок службы лампы и спектральный состав света.

Задачи светотехнического расчёта:

·определение мощности ламп для получения заданной освещённости при выбранном расположении светильников;

·определение числа светильников известной мощности для получения заданной освещённости;

·определение расчётной освещённости при известном типе, мощности и расположении светильников.

При расчете искусственного освещения необходимо решить следующие вопросы:

·выбор типа источников света;

·выбор системы освещения (сочетание общего и местного освещения);

·выбор типа светильника с учетом характеристик светораспределения, конструктивного исполнения в соответствии с требованиями взрыво- и пожаробезопасности;

·выбор схемы расположения светильников. Основные требования при этом - доступность для обслуживания и освещение от светильников должно быть равномерным.

Для расчета общего равномерного освещения основным является метод светового потока.

Метод светового потока (коэффициент использования), учитывает световой поток, отраженный от потолка и стен.

Световой поток светильника с лампами накаливания рассчитывают по формуле:


Ф = (E*A*z*Кз)/(N*h), где

- заданная минимальная освещенность в соответствие с САНПИН 2.2.2/2.4.1340-03, лк.;

А - освещаемая площадь, кв.м.;- коэффициент неравномерности освещения;

Кз - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности из-за загрязнения и старения лампы;- число светильников (намеченное до расчета);

h - коэффициент использования осветительной установки, значение этого коэффициента определяется в зависимости от индекса помещения.

Индекс помещения рассчитывается по формуле:

= (a*b)/(h*(a+b)), где

и b - длина и ширина помещения, м;- расчетная высота, м.

Рассчитаем осветительную установку для освещения лаборатории, которая имеет следующие размеры и параметры:

длина a = 2,4 м.;

ширина b = 1,8 м.;

высота h = 0,5 м.;

коэффициенты отражения от потолка, стен, пола соответственно:п.= 70%; Q стен= 50%; Q пола= 30%. Затенения рабочих мест нет.

Находим индекс помещения:

= (a*b)/(h*(a+b)) = (2,4*1,8)/(0,5*(2,4+1,8)) = 2,05.

По справочнику выбираем индекс помещения I = 2. Принимаем коэффициент неравномерности освещения z = 1,15. Определяем необходимый световой поток:

Ф = (300*4,32*1,15*1,25)/0,73 = 2552.

Для искусственного освещения кузова автомобиля выбираем лампу накаливания типа А мощностью 100 Вт и световым потоком Фл = 1350 лм в светильниках НБО06. Данный светильник имеет высокую светоотдачу и продолжительный срок службы.

В светильнике устанавливаем одну лампу. Тогда количество светильников:

= Ф/(Фл*n) = 2552/(1350*1) = 1,9,


т.е. будем использовать 2 светильника.

Делаем параллельное расположение светильников так, чтобы ненужный светильник можно было выключать по мере его ненадобности.


4.4 Заключение


В разделе «Охрана труда» дипломного проекта были описаны меры безопасности, необходимые при настройке и регулировке линейного коммутатора и дан расчет искусственного освещения, требуемого при его эксплуатации.

Заключение


В результате проделанной работы разработана конструкция линейного коммутатора. Произведена компоновка модулей.

В работе выполнены: расчет теплового режима КЛ, расчёт электромагнитной совместимости, расчёт надёжности; обоснована экономическая целесообразность разрабатываемого устройства, разработана система обеспечения мер безопасности при настройке и регулировке линейного коммутатора (КЛ), произведен расчет освещенности в местах эксплуатации КЛ.

В конечном итоге в КОМПАСе были разработаны необходимые чертежи: сборочные чертежи и спецификации, чертеж кроссплаты, деталей, ведомости покупных изделий и электрические принципиальные схемы с перечнями элементов. Моделирование технологического процесса произведено в среде Technologics.

Список литературы


1.Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Р.Г. Варламова. М., «Сов. Радио», 1973. - 856 с.

2.Н.Филенко. Припои, флюсы, способы пайки. <http://sterr.narod.ru/tech/pripoy.htm>

.Провода монтажные теплостойкие с изоляцией из фторопласта МГТФ, МГТФЭ. ТУ 16-505.185-71 <http://www.niki.ru/production/opisanie/kab_mont/nv/mgtf/>

.ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкции.

.РД-50-708-91. Инструкция. Платы печатные. Требования к конструированию.

.Типовой маршрут проектирования печатной платы в системе P-CAD. <http://cadcity.ru/content/view/462/19/>

.С.Ф. Прытков. Надежность электрорадиоизделий. 2002 - 574 с.

.«КОМПАС». Программное обеспечение для строительного проектирования. <http://www.aist.com.ua/products/kompas/>

.От конструкторской спецификации до выпуска изделия. 2000-2006, Consistent Software Distribution. <http://www.technologics.ru/program/info/text_15781.html?tmp=12127515762>

10.Технико-экономическое проектирование РЭС: Методическое пособие <http://window.edu.ru/window/library?p_rid=28870>. <http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=12083&p_page=5>

.Охрана труда и техника безопасности. <http://www.znakcomplect.ru/>

.Электромонтажные и наладочные работы. <http://rosec.ru/glavbuh/articles/22022007/index2.wbp>

.В. Лаврус. Искусственное освещение. <http://n-t.ru/tp/it/io.htm>

.СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов.

.Справочная книга по светотехнике. Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М., Энергоатомиздат, 1983. - 472 с.

.ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы. Общие требования и нормы конструирования.

.ГОСТ 23587-96. Монтаж электрический радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке монтажных проводов и креплению жил.

.ГОСТ 2.414-75 Правила выполнения чертежей жгутов, кабелей и проводов.

.ГОСТ 107.9.4003-96. Покрытия лакокрасочные. Технические требования к технологии нанесения


Содержание Введение . Конструкторский раздел .1 Постановка задачи .2 Выбор и обоснование конструкции .3 Расчет теплового режима .4 Расчет

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ