Експлуатація і дослідження системи автоматичного управління стерновим електрогідравлічним приводом

Інтегрування сигналу виробляється за допомогою підсилювача постійного струму, охопленого ємнісним зворотним зв'язком. Спеціальний потенціометр, установлений на вході ИУ, дозволяє змінювати швидкість інтегрування, добираючи її відповідно до динамічних властивостей керованості судна. Оскільки схема автостернового працює на перемінному струмі частотою 50 Гц, то сигнали постійного струму з виходу ДП і ІП перетворяться модуляторами в сигнали перемінного струму, підсилюються і надходять у схему, що підсумовує автостернового.

Підсумовування сигналів керування в автостерновому виробляється шляхом послідовного включення вихідної обмотки сельсина-трансформатора В1, обмоток вихідних трансформаторів ДП і ІП блоку корекції БК, а також вихідних обмоток сельсинів-трансформаторів ВЗ і В4 на вхід підсилювача А1 (рис.3.8).



Як показали іспити, електронні коригувальні пристрої ДУ і ИУ мають високу чутливість, широким діапазоном регулювання параметрів k₂ і k₃, низьким рівнем нульового сигналу і гарною стабільністю характеристик.

Автостернові типу АІСТ випускаються серійно і встановлюються на знову споруджувані судна морського транспортного флоту.

На судах морського флоту закордонної будівлі з нестандартним обладнанням установлюються, при необхідності, малогабаритні авто стернові АРМ-2 (АРМ-2М). Спрощена структурна схема системи автоматичного керування судном за курсом з автостерновим АРМ-2 показана на рис.3.9.

Особливість схеми цього автостернового полягає в тому, що вона працює в релейному режимі й одержує сигнал, пропорційний швидкості повороту судна k₂(d/dt), з виходу підсилювача слідкуючої системи гірокомпаса.

Для настроювання системи на судні в схемі автостернового передбачена регулювання коефіцієнтів k₁, k₂, k₃ і (рис.3.9).

Коефіцієнт k₁ визначає чутливість автостернового. Його величина регулюється від 0,3^о до 0,6° за курсом і вибирається при ходових іспитах авто-стернового на судні. Якщо чутливість схеми встановлена правильно, то в процесі експлуатації автостернового змінювати її немає необхідності.

Установлена величина коефіцієнта k₂ визначає крутість характеристики сиг- налу, пропорційного швидкості повороту судна (регулятор "одержування"). Коефіцієнт k₃ визначає масштаб сигналу негативного зворотного зв'язку [3], пропорційного куту перекладки стерна(регулятор «закладки стерна»). У приладі передбачена можливість східчастої зміни величини коефіцієнта зворотного зв'язку від 0,22 до 0,08. Новим у схемі автостернового є регулювання часу спрацьовування вихідних реле (регулятор «час затримки»). Час затримки може бути установлене від 1,0 до 4с або 5с. Регулювання часу спрацьовування вихідних реле забезпечують значне зменшення кількості включень стерновий машини до (30%) у штормову погоду.

Слід зазначити, що використання в системі керування судном за курсом сигналу, пропорційного швидкості повороту судна, безпосередньо від гірокомпаса значно підвищує чутливість автостернового АРМ-2 у порівнянні з автостерновим типів АТР і АІСТ.

За допомогою автостернового, який включається в схему управління стерном, при відхиленні судна від заданого курсу ? автостерновий включає рульовий привід в напрямку забезпечує повернення судна на курс. Автостерновий здійснює автоматичне управління рульовим електроприводом і підтримує курс постійним. При автоматичному управлінні число перекладань стерна скорочується в 1,5 рази в порівнянні з ручним. Крім того,приблизно в два рази зменшується і середній кут повороту стерна. Внаслідок цього збільшується швидкість ходу, скорочується шлях судна до місця призначення і отже витрата палива, також зменшується.



4. РОЗРАХУНОК ПОТУЖНОСТІ І ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА СТЕРНОВОЇ МАШИНИ

4.1 Початкові данні

Для розрахунку потужності електродвигуна стернової машини належить мати головні розміри і елементи судна, к яким відносяться:

- тип судна суховантажне судно

- довжина, м L = 110,0;

- ширина, м B = 14,8;

- осадка, м T = 4,65;

- водотоннажність, Т D = 5000;

- коефіцієнт загальної повноти = 0,67;

- швидкість переднього ходу, вузли _s = 16,5;

Характеристики стерна:

- максимальний кут перекладки, град _max = 35;

- тривалість перекладки з борту на борт, с Т_з = 30;

- кількість перекладки Z і середній кут _ср перекладок для збереження судна

на прямому курсі: Z = 200, _ср = 5°.

Характеристика гвинта - коефіцієнт навантаження _р = 4,18.

4.2 Розрахунок гідродинамічних характеристик стерна методом дослідних коефіцієнтів

При визначенні площі пера стерна використовують залежність:

,

де - статичний коефіцієнт, що характеризує тип судна і його швидкість;

L - довжина судна, м; Т - осадка судна, м.

Висота пера стерна:

Ширина стерна:

Відносне подовження:

Для даного судна вибираємо балансирне стерно з коефіцієнтом компенсації

k_к = 0,21. Тоді площа балансирної частини стерна:

S_б =k_k • S = 0.21 • 11 = 2.31 (м²).

Ширина балансирної частини:

Відносну товщину профілю приймаємо:

Для даного судна профіль типу NACA.

Основні елементи пристрою.

Тип стерна балансирний, що опирається на п'ятку ахтерштевня.

Коефіцієнт компенсації К = 0,17.

Контур стерна - прямокутник.

Площа пера стерна:

Висота стерна:

Ширина стерна:

Ширина балансирної частини стерна:

Відносна товщина пера стерна:

де e_max - максимальна товщина профілю,

приймається: е_max = від0,12 до 0,20, тоді приймаємо е_max = 0,15.

Відносне подовження стерна:

Діаметр гребного гвинта: Д = (м).

Відстань передньої кромки стерна до диска гребного гвинта:

.



4.3 Розрахунок та побудова діаграм навантаження М_б () стернового пристрою на основі гідродинамічних коефіцієнтів

Момент на балері балансирного стерна [10,12]:

,

де С_n, С_m, С_y, С_x - коефіцієнт моменту, нормальної сили і лобового опору відповідно; k₁ k₂ - коефіцієнти, що враховують вплив корпусу судна і гвинтів; V - швидкість судна (м/с); b, b₁ - загальна ширина стерна і балансирної частини відповідно (м); S - площа стерна (м); - масова щільність води ( = 1025кг / м³); _б = від 0,9 до 0,95 для стеринів з нижнім оперянням.

По кривій С_у (_р) [5], при = 1,7 находимо С_уmax = 1,0; С_х = 0,58; С_F = 0,34 при _р = 35.

Тоді:

Величина С_m обчислюється зі співвідношення:

Коефіцієнти k₁, k₂ знаходяться в такий спосіб:



де для стеринів в діаметральній площині (ДП) = 1.

Коефіцієнт повноти водотоннажності судна:

.

Упор гвинта P, (H) при потужності головного двигуна N, кВт (для аналогічних розмірів і швидкості судна N = Вт) орієнтовано:

.

Площа стерна, що попадає в струмінь гребного гвинта діаметра D (для судна даних розмірів D = 3):

.

Коефіцієнт навантаження:



,

де - коефіцієнт попутного потоку в диску гребного гвинта, рівний для гвинта в ДП: .

Тоді момент на балері [12]:

Знайшовши значення С_y, С_x, С_m для різних кутів перекладки, визначаємо залежність моменту на балері від кута перекладки в табличній формі.

На рис.4.1 приведено залежність моментів на балері від кута перекладки.



Таблиця 4.1 ? Залежність моментів на балері від кута перекладки

, град	5°	10°	15°	20°	25°	30°	35°
Cy	0,21	0,41	0,62	0,83	1,02	1,01	1,0
Cx	0,02	0,04	0,16	0,2	0,29	0,41	0,58
Cm	0,04	0,08	0,168	0,24	0,33	0,4	0,38
Мб, (кНм)	- 1,12	- 2,1	2,95	50,1	78	121	156

4.4 Визначення сил, що діють в гідравлічній передачі стерна

В гідравлічній передачі діють наступні сили, H [10,12] (рис.4.2):

Р_р - сила тиску румпеля на цапфи пресів, що виникає від тиску води на перо стерна, сила Р_р перпендикулярна вісі румпеля;

Р_П - сила тиску на плунжері однієї пари циліндрів (складова сили Р_р в напрямку вісі циліндрів); Р_ц - сила тиску в циліндрах.

Сили Р_р, Р_П, Р_ц, можуть бути визначені з допомогою наступних залежностей:

де n - кількість пар пресів стернової машини;

R - діюча довжина румпеля, м; _б - коефіцієнт, що характеризує втрати на тертя в опорах балера (_б = від 0,8 до 0,87);

_п - коефіцієнт, що враховує тертя в місці ущільнення, на шарнірних з'єднаннях, упорних повзунках (_п = від 0,85 до 0,87).

З урахуванням R = R₀ cos,



де R₀ - відстань від вісі балера до вісі пресів, маємо:

Тиск питомий циліндрі:

де - площа перерізу плунжера, м²; D - діаметр плунжера, м.

4.5 Стернова машина Р15М

Стернова машина: Тип Р15М з наступними параметрами [3]:

номінальний крутячий момент на балері М_б = 160 кНм,

число циліндрів - 4;

тиск у циліндрах - Р_ц = 9,8 МПа;

діаметр плунжера - D = 0,21 м,

початкова довжина румпеля - R₀ = 0,27 м.

4.6 Розрахунок параметрів насоса, його вибір та розрахунок потужності і вибір електродвигуна

Розрахунок параметрів насоса.

Маючи характеристику, Мб (), можемо визначити залежність питомого тиску в циліндрах стернової машини від кутів перекладки по формулі [10,12]:

,

де n - число циліндрів стернової машини; R₀ - відстань від осі балера до осі пресів, м; _б - коефіцієнт, що характеризує втрати на тертя пресів в упорах балера (_б = від 0,8 до 0,87); _П - коефіцієнт, що враховує тертя пресів у місці ущільнення, у шарнірних з'єднаннях, упорних повзунах (_П = від 0,85 до 0,87).

,

.

Задаючи значення М_б і , визначаємо залежність Р_ц (). Розрахунок зводимо в таблицю 4.2.



Таблиця 4.2 ? Залежність тиску в циліндрах від кута перекладки

к, град	-5°	-10°	15°	20°	25°	30°	35°
Мб,кНм	1,12	2,1	2,95	50,1	78	121	156
cos2	0,992	0,97	0,933	0,883	0,281	0,75	0,67
Pц, МПа	0,16	0,28	0,38	3,06	6,15	12,6	14,6

При розрахунку варто враховувати, що при негативних моментах, тиск у циліндрах дорівнює нулю.

З графіка Р_ц () (рис.4.3), величина середнього тиску олії в циліндрі при перекладці стерна від ДП до борта на кут _max:

,

де m_р, m - масштабні коефіцієнти тисків кутів, Па/мм, град/мм відповідно (для даного графіка m_р = Па/мм, m = 0,25 град/мм); F_E - площа, обмежена кривою Р () у зоні позитивних кутів, мм².



За номінальний розрахунковий тиск насоса приймається тиск, що перевищує Р_ср на величину втрат тиску в трубопроводах і клапанах - Р.

.

Втрати тиску складають Р = від 0,1 до 0,2 номінального розрахункового тиску. Шлях, пройдений плунжером при перекладці стерна від -_max до + _max:

.

Об'єм рідини, що перекачується насосом за час перекладки стерна від -_max до + _max:

.



Середня за перекладку теоретична подача [3]:

,

де T_з = 30 с - заданий час перекладки; t_n - мінімальний час зміни подачі від нуля до максимального значення (t_n = від 1с до 2 с).

Номінальна розрахункова виробність насоса [3]:

,

тут v = від 0,7 до 0,8 - значення об'ємного КПД насоса при номінальному тиску.

По величині здійснюється вибір насоса стернового агрегату.

Вибираємо насос: тип IIД-10; подача теоретична ; робочий тиск Рн = 9,8 мПа; максимальний тиск: Рmax = 15,7 мПа; частота обертання nвр = 1440 об/хв; н = 150,8 с-1.

Обраний насос повинен забезпечувати умову:

Pmax Pmax кат,

При цьому Pmax визначається по виразу [12]:

.

14,6 15,7 мПа - умова виконується.

Визначимо постійні коефіцієнти насоса, що обумовлюють конструктивні параметри:



Дійсна подача насоса в будь-якому режимі може бути знайдена:

,

де е - відносний ексцентриситет.

Розрахунок потужності стернового електродвигуна і його вибір. Електродвигун вибирається по номінальній розрахунковій потужності:

і номінальній швидкості обраного насоса (_мех = від 0,9 до 0,95 - ККД насоса).

По даній потужності і швидкості вибираємо асинхронний електродвигун водозахисного виконання серії 4А... ОМ2 тип 4А132M4OМ2. З наступними технічними характеристиками:

P_н = 11 кВТ; n_ном = 1450 об/хв; I_ном220 = 38 А;

I_ном380 = 22 А; cos _ном = 0,87; ;

к_мп = 2,0; к_{м max} = 2,2; к_{м min} = 1,6;

S_ном = 3,3 %; _ном = 152 с^-1.

Розраховуємо і будуємо механічну та електромеханічну характеристики, асинхронного електродвигуна:

Номінальний момент на валу електродвигуна



(кгм).

Максимальний момент:

.

Синхронна частота обертання електродвигуна:

.

Номінальне ковзання двигуна:

Критичне ковзання двигуна:

Задаючись значеннями s від 0 до 1, знаходимо відповідні значення моментів розраховуємо по формулі Клосса:

.



Виражаючи механічну характеристику як щ = f(M), для прийнятих значень s визначаємо частоту обертання електродвигуна:

.

Струм холостого ходу електродвигуна:

.

Здійснюємо перевірку асинхронного короткозамкненого електродвигуна на нагрів, точніше від моментів переходимо до відповідних значень струму, який розраховуємо по формулі:

.

Результати розрахунків зводимо в таблицю 4.3, по даним якої будуємо характеристики на рис. 4.4..

Таблиця 4.3 ? Побудова механічної та електромеханічної характеристик

s	М1, кГм	I1, А	щ, с-1	s	М1, кГм	I1, А	щ, с-1
0	0	13,2	157	0,137	16,63	138,4	115,54
0,01	2,3	17,1	155,43	0,3	12,6	147,2	109,90
0,03	6,09	33,2	152,29	0,5	10,1	173,8	78,50
0,033	11,8	46,4	151,87	0,7	6,3	201,1	52,33
0,1	15,8	90,6	141,3	0,9	4,9	226,9	15,70
0,2	15,5	126,3	125,6	1,0	4,5	238,1	0



Рис.4.4 ? Механічна та електромеханічна характеристики асинхронного двигуна

4.7 Системи керування курсом судна

Скористуємося розділенням автоматичної системи керування курсом судна на слідуючи функціональні блоки [2,3]:

- керований об'єкт (судно), керованим параметром якого є курс , а керуючим впливом - кут перекладки пера стерна ;

- слідкуючу систему керування стерном;

- керуючий пристрій;

Керований об'єкт. Математичний опис зміни параметрів , , судна при його русі в горизонтальній площинні має такий вигляд [2]:



де .

Відповідно передаточна функція по керуючому впливу:

по збуджуючому впливу:

Слідкуюча система керування судном. Розглянемо типову ССКС, утворену автостерновим «Аіст», працюючу в слідкуючому стернової машини с насосом перемінної подачі. Математичний опис цієї системи зручно отримати з функціональної і структурної схем, представлених на рис. 4.5 і 4.6. На рис.4.6 U_{ус, и.м}, - значення величин з врахуванням нелінійностей. Для складання рівнянь, описуючих ССКС, потрібно заздалегідь отримати рівняння або передаточні функції окремих її елементів:

1. Рівняння і передаточна функція напівпровідникового підсилювача сигналу похибки (У) мають вид:

,

де К_ус - коефіцієнт підсилення підсилювача.

2. Поведінку виконуючого двигуна ВД при роботі з малим навантаженням можливо описати рівнянням і передаточною функцією:

,

де К_в.д - коефіцієнт передачі виконуючого двигуна.

В порівнянні з інерційністю об'єкта (десятки секунд) постійна часу виконуючого двигуна Т_в.д мала (порядком від 0,01 до 0,1 с) і можливо зневажити її, то рівняння і передаточну функцію записують в такому виді [2,3]:



; .

3. Редуктор (Р) описують наступним рівнянням передаточної функції:

, ,

де _вх (р) і _вых (р) - кути повороту вхідного і вихідного валів редукторів;

- коефіцієнт передачі; i_p - передаточне число редуктора.

4. Важільна передача (ВП) перетворює обертання руху валу виконуючого механізму в поступний рух рейки золотника і може бути описаний рівнянням:

; ,

де Кр.п - коефіцієнт перетворення важільної передачі.

5.Сельсин-датчик (СД), працюючий в трансформаторному режимі на лінійної ділянці характеристики, описують рівнянням і передаточної функцією:

; ,

де Uсд (р) - вихідна напруга; Ксд - коефіцієнт передачі; р (р) - кут повороту ротора СД. Величина Ксд може бути визначена в вольтах на градус із співвідношення:



,

де Uфmax - максимальна фазна напруга при Uв.н - номінальна напруга збудження, (В); Uв - напруга збудження, при якій працює даний СД, (В).

Елемент жорсткого зворотного зв'язку. В ланцюгу місцевого зворотного зв'язку в якості елемента ПЭ2 застосовується сельсин-датчик і понижуючий редуктор Р2. Задача місцевого зворотного зв'язку - с компенсувати вхідний сигнал Uу і зупинити двигун після того, як останній розвернеться на кут, пропорційний сигналу керування Uу. Рівняння ланцюга зворотного зв'язку і передаточна функція мають вид [2,3]:

; ; ,

де ; і2 - передаточне число редуктора Р2.

Елемент зворотного зв'язку по положенню стерна.

В ланцюгу зворотного зв'язку по положенню стерна використовують сельсин-датчик стерна. Його рівняння і передаточна функція дорівнюють[2,3]:

; .

6. Ланка зворотного зв'язку по курсу. В якості перетворюючих елементів ПЕ5 і ПЕ4 використовують сельсин-датчик і сельсин-приймач. Їх передаточні функції:

.



Так як в системах синхронного зв'язку сд (р) = сп (р), отримаємо, що коефіцієнт передачі зворотного зв'язку по курсу рівний одиниці.

7. Рівняння і передаточна функція гідроприводу (ГП) мають вид [2,3]:

; ,

де ; постійною Тгп зневажаємо. З врахуванням вищесказаного, рівняння, описуюче ССКС (рис.4.6), можна записати таким чином (оператор р для скорочення опущений):

; ;

; ; ;

; ; .

В цій системі рівнянь нелінійні функції мають вид:

де U_{нас max} - напруга насичення підсилювача; _{в.м max} максимальний кут повороту валу виконавчого механізму; _max - максимальний кут перекладки стерна.

Керуючий пристрій (КП). Керуючий пристрій складається с перетворюючих елементів, елементів супрягу і розрахункових пристроїв і реалізують закон керування (ПІД-закон). Структурна схема КП с виділенням коефіцієнтів передаточних функцій показана на рис.4.7. При цьому математичний опис має такий вид:

; ;

;

;

.

Перетворюючий елемент ПЕ реалізується в виді сельсин-датчика, перетворюючого поворот ротора в напругу відповідної величини фази. Рівняння і передаточна функція мають вид: в слідкуючім режимі керування стерном - U_к (р) = К_пе(р); W_пе1 (р) = К_пе1; в режимі автоматичної стабілізації - U (р) = К_пе1 (р); (р) = _зад (р) - (р); W_пе1 = К_пе1, де U_к (р), U (р) - вихідна напруга ПЕ1 при роботі в різних режимах; К_пе1 - коефіцієнт передач ПЕ1.

Блок розрахункового пристрою (БРП) являє собою ПІД-регулятор, включаючи в собі диференціюючи і інтегруючі ланки, реалізовані на електронних операційних підсилювачах постійного струму.

Рівняння і передаточна функція інтегруючої ланки мають наступний вид[2]:

; .



Рівняння і передаточна функція диференціюючої ланки [2]:

;

.

4.7.1 Розрахунок системи керування

Для розрахунку САК курсом судна необхідно розпоряджатись передаточною функцією об'єкта керування або гідродинамічними коефіцієнтами, по котрим можливо її визначити. Маємо заданий гідропривід стерна с передаточною функцією . Визначаємо коефіцієнт Кгп, момент на керуючім органі насоса М, швидкість переміщення керуючого органа насоса и.м, максимальний кут переміщення керуючого органа насоса и.м max. Окрім цього, необхідно вибрати перетворюючі елементи, знати мінімально допустиму похибку ковзання . ККД механічних передач . Для проведення моделювання слід також розпоряджатись обмежуваннями, в частості максимальними кутами перекладки стерна [2].

Данні розрахунку: К_гз = 0,101 с^-1; Т_ок = 9,81 с; Т₁ = 3,31 с; Т₂ = 2,86 с; максимальний момент на керуючому органі насоса М_{ст max} = 5,88 Нм; максимальний кут повороту керуючого органа насоса = 0,7 рад/с; ККД механічних передач = 0,8; максимально допустима похибка ковзання = 0,5; кривизна вимірювальних (перетворюючих) елементів К_пэ = 0,2; коефіцієнт передачі гідроприводу К_гп = 0,2 с^-1;

1. Вибір електродвигуна (керуючого органа насоса). Потужність двигуна визначають величиною навантаження, яка через понижуючий редуктор приладжена до валу двигуна. У процесі роботи слідкуючої системи двигуну доводиться переборювати деякий момент опору, складений з статичного Мст і динамічного Мдин моментів. Статичний момент знаходиться тертям і механічним моментом, приладженим до валу двигуна.

Якщо відомий статичний момент [12], то маємо

р_нагр = М_{ст max и.м} = 5,88 0,7 = 4,1Вт,

необхідну потужність двигуна знаходимо за виразом

Вт.

Знаходимо за каталогом АД з порожнистим ротором типа АДП-262, який має слідуючи данні [9]:

Uус = 110 В; ри.д = 9,5 Вт; nн = 1850 об/хв; Мн = 4,910^-2 Нм;

М_п = 8,810^-2 Нм; J_в.д = 1,610^-6 Нмс².

Номінальну частоту обертання АД при роботі під навантаженням беремо від 50% до 70% від синхронної. Приймемо

_и.д = 0,65_н = 126 рад/с,

де _н = 2n_н/60 = 6,2831 = 194 рад/с.

Тоді передаточне число редуктора буде:

.



Перевіримо обраний двигун за моментом. Для цього визначимо

.

Таким чином, М = 41,210^-3 М_н = 49,110^-3. Двигун обрано вірно.

Визначимо коефіцієнти передаточної функції двигуна. За допомогою виразів:

; ; ; ,

знаходимо ;

;

; .

2. Розрахунок коефіцієнта передачі підсилювача. Для підсилення сигналу перетворюючого елемента при використанні малосильного виконавчого двигуна типа АДП використовують в основному полупровідникові підсилювачі. Значення коефіцієнта підсилювання обирають з вимог забезпечення номінальної напруги двигуна при максимальній допустимої похибки системи:

;

крутизна перетворюючих елементів К_пэ = 0,148 рад/с; коефіцієнт передачі К_инт і К_диф: К_{инт. нач} = 0,02 с^-1, К_{диф. нач} = 1; постійна часу Т_диф = 1 с; коефіцієнт передачі редуктора Р1 в прямому ланцюгу:

К_р1 = 1/432 мм/град; коефіцієнт передачі редуктора Р2 в ланцюгу зворотного зв'язку за кутом : К_р2 = 0,8 град/мм; коефіцієнт передачі редуктора Р3 в ланцюгу зворотного зв'язку за кутом : К_р3 = 1,5; коефіцієнт зворотного зв'язку за кутом курсу судна при пропорційномукеруванні: К = 1; максимальна напруга на виході підсилювача: U_{ус max} = 120 В;

коефіцієнт передачі гідроприводу К_гп == 0,2 с^-1;

максимальний кут перекладки стерна _max = 35;

коефіцієнт передачі сельсін-датчиков К_сд = К_сд = 0,148 В/град;

коефіцієнт в системі керування для КО і коефіцієнт h₁ = 2,02. Значення коефіцієнтів КО: q₂₁ = 0,94; r₂₁ = - 0,59; s₂₁ = - 0,292; q₃₁ = - 2,41;

r₃₁ = 5,32; s₃₁ = - 3,36.

3. Вибір корегувальних ланцюгів слідкуючої системи керуванням кермом і будування перехідного процесу. В результаті вибору основних елементів може бути складена структурна схема не корегувальної слідкуючої системи (рис.4.8).

Коефіцієнт передачі розімкненої слідкуючої системи рівний [2]:

Для забезпечення оптимального керування с законом



=

введемо негативний зворотній зв'язок за ПЭ3 ПЭ2. Підставимо знайдене значення К і отримаємо:

.

Враховуючи вищесказане раніш міркування, а також те, що сумування сигналів відбувається на вході підсилювача П, зворотній зв'язок введемо не за и.м, а за . Структурна схема слідкуючій системи після введення корегувальних зворотних зв'язків буде виглядати, зображена на рис.4.9. Для реалізацій отриманого коефіцієнта при и.м використовують редуктор с передаточним числом і2, тобто , , звідки і2 = 4760.

4. Передаточна функція скорегованої слідкуючої системи.

Маємо:



Отримана передаточна функція уявляє собою передаточну функцію коливання ланки, так як корні р_1,2 = 5,155,3 j.

Параметри ланки: ; ; К = 1.

5. Будування перехідного процесу при одиничному впливанні. Реакція коливання ланки на одиночне впливання може бути представлена в виді:

,

де ; .

В розглянутому випадку при одиничному впливанні на вході (t) = 1 реакція системи буде наступна: .

6. Вибір корегувальних ланцюгів системи автоматичного керування курсом судна. Закон оптимального керування для САК курсом судна може бути представлена в такому виді:

,

де К_гз - коефіцієнт передачі об'єкта керування (гідро ланка);

- загальна постійна часу судна.

Підставивши початкові данні, будемо мати: ,

тоді

.

Коефіцієнт при в законі керування для реальної системи знаходимо співвідношення між коефіцієнтом передачі перетворюючого елемента в прямому ланцюгу К_пэ1 і коефіцієнтом К_пэ3 в ланцюгу зворотного зв'язку за кутом . Дійсно, коефіцієнт при є коефіцієнтом передачі замкнутої слідкуючої системи, котрий рівний відношенню . В реальних системах К_пэ1 залишається постійним і рівним, 0,2 В/град, а значення коефіцієнта К_пэ2 може змінюватись в результаті зміни напруги збудження, подаваного на сельсин, в межах від 0,4 до 4 В/град. При цьому коефіцієнт передачі замкнутої слідкуючої системи змінюється від 0,5 до 5. Таке регулювання передбачене для того, щоб було можливе підстроювання системи в залежності від умов плавання. При сильному хвилюванні систему роблять грубшаю, тобто зменшують коефіцієнт слідкуючої системи і разом с тим чуттєвість системи к зовнішнім впливанням.

Тоді коефіцієнт передачі в ланцюгу зворотного зв'язку слідкуючої системи керування кермом повинен бути рівний К_пэ3 = К_пэ1 = 0,065 В/град = 3,64 В/град.

Сигнал, пропорційний розбіжності за курсом , реалізується в системі за допомогою диференційованого операційного підсилювача, маючи передаточну функцію:

,



де Тдиф = 1 с.

Оскільки сигнал потрапляє на вхід диференційованого пристрою у вигляді напруги U від перетворюючого елемента ПЭ1, с коефіцієнтом передачі

0,2 В/град, а потім - на вхід замкненої частини слідкуючої системи с коефіцієнтом передачі , то коефіцієнт передачі Кдиф диференційованого пристрою визначається як відношення розрахованого значення коефіцієнта при в законі керування до добутку коефіцієнтів передачі Кпе1 і Кз.с.с:

.

Передаточна функція інтегруючого пристрою

.

В реальних системах значення Кинт = 0,02 с-1.

На цьому розрахунок і вибір елементів САУ курсом судна закінчується.

7. Визначення запасів стійкості системи методом логарифмічних амплітудно-частотних характеристик і будування перехідного процесу. Для отримання ЛАХ системи знайдемо передаточну функцію розімкненої системи керуванням курсом за заданим впливом, котра уявляє собою (рис.4.10) послідовно з'єднані блоки корекції, слідкуючу систему і об'єкт керування:



.

Підставимо числові значення і, враховуємо, що тепер Кгз = 0,065, будемо мати:

ЛАХ має зломи на слідуючи частотах: 1 = 0,0265 с-1; 2 = 0,035 с-1;

3 = 0,0755 с-1; 4= 0,102 с-1; 5 = 0,302 с-1; 6 = 1 с-1; 7 = 2,2 с-1; 8 = 8,3 с-1. Як видно система володіє запасом стійкості за модулем L = 15дБ і фази = 67.

Розрахунок САУ взагалі закінчують будуванням кривих перехідного процесу. Для визначення перехідного процесу скористаємося методом речових трапецеїдальних характеристик. Побудуємо графіки перехідного процесу при вхідному впливу зад = 35. Врахувавши, що в реальних системах при переході на заданий курс більш 10 відключається інтегруючий пристрій, знаходимо передаточну функцію речову частотну характеристику при Кинт = 0. Передаточна функція САУ в цьому випадку буде мати вид:



,

де

Підставимо числові значення:

Для побудування дійсної частотної характеристики (ВЧХ) в отриманому виразі оператор р замінимо на j, тоді:

.

Дійсну частотну характеристику, найдемо, виділивши з Ш(j) дійсну частину:

.

На цьому закінчується вибір основних параметрів СК. ЛАХ і перехідні процеси показані відповідно на рис.4.11 і рис.4.12.



Рис.4.11 ? Логарифмічна амплітудна та фазова характеристики САУ СП.

4.8 Керування електродвигуном насоса й сигналізація

Відповідно до норм Регістра пуск і зупинка насосів виконуються з місцевого (з румпельного відділення) і дистанційного (з містка) постів керування. Схема передбачає також кілька видів сигналізації: про наявність живлення стернового привода (світлова) і зникнення цього живлення (світлова й звукова), а також про перевантаження або перегрів електродвигуна (світлова й звукова).

До складу електропривода насоса входить наступне електроустаткування: електродвигун асинхронний з короткозамкненим ротором, бризкозахищенного виконання; магнітний пускач або станції керування бризкозахищенного виконання; два трансформатори однофазні, водозахищенного виконання, типу ОСВ 0,5/0,5 (ОСВ 0,5/0,5-Т), напруга первинної обмотки відповідає напрузі суднової мережі, вторинної ? 127 В; пристрій сигналізації про роботу й перевантаження двигунів; водозахищенного виконання, типу УСПД2 (УСПД2-ТМ); щит із запобіжниками й пакетними перемикачами, бризкозахищенного виконання (один для двох насосів) [10].

Схема керування й сигналізації електродвигуна насоса. На рис.4.13 наведені типова [10] схема керування електродвигуном насоса й пристрою сигналізації УСПД2 про роботу й перевантаження двигунів (один пристрій на 2 двигуни). Живлення кожного із двох електродвигунів здійснюється двома самостійними фідерами через перемикаючий пристрій - два взаємно зблокованих контактори 1К и 2К, установлених у румпельному відділенні. Вимикачі АУ1, 1ВП4 перебувають там же й постійно включені. Після подачі живлення із ГРЩ (АРЩ) загоряються лампи Л1, 1ЛН, спрацьовують реле 1P й 1РМ. Перше відключить котушки реле 1PM, 1P3C, 2РЗС й 1РСС, а друге підготує до роботи ланцюга акустичних приладів 13С и 23С.

Пуск насоса роблять або перемикачем В1 (місцеве), або В2 (дистанційне) на пульті авто стернового. Головні контакти магнітного пускача 1ПМ-К підключають електродвигун насоса до мережі, а замикаючі контакти допоміжного ланцюга підготовляють ланцюга сигналізації (2ЛС й 13С). Одночасно, через контакти перемикача В1 і трансформатор Тр2 одержить живлення й авто стерновий (його лівий канал). Натисканням кнопки КнПС (перевірки сигналізації) подається живлення на котушку реле 1РМ через контакти, що замкнули, 1РСС, а звуковий прилад 23С - через контакти 2РЗС. Спрацьовування реле 1РМ викличе перерву в живленні власної обмотки, але його якір буде на час розряду конденсатора 1С утримуватися," після чого вихідне положення контактів 1РМ відновиться. Живлення сигнальних ламп 1ЛС і ЗЛС, перерване контактами 1РМ, відновиться. Таким шляхом лампи 2ЛС і ЗЛС подають блимаючий світловий, а дзвінки 13С и 23С ? безперервний звуковий сигнал. Після відпускання кнопки КнПС і натискання КнС схема відновиться, подача сигналу припиниться.

При перегріванні електродвигуна насоса й спрацьовуванні теплових реле РТ1, РТ2 обірветься ланцюг котушки IP, що однією парою контактів включить обмотку реле 1РМ, а другий - реле 1РЗС, 2РЗС й 1РСС (через діоди 1В, 2B й 4В). Спрацьовування цих реле забезпечить подачу безперервного звукового й блимаючого світлового сигналів, як це описано вище. Світловий і звуковий сигнали про перевантаження у рульовій рубці припиняються після відключення (зупинки) перевантаженого електродвигуна. Світловий сигнал про перевантаження в інших приміщеннях може бути снять тільки місцевою кнопкою КСС, після відключення (зупинки) електродвигуна й відновлення контактів теплових реле, убудованих у магнітний пускач (станцію керування). Звуковий сигнал про перевантаження може бути виключений також місцевими кнопками відключення звукового сигналу 1КЗС, 2КЗС.

Схема керування й сигналізації правого насоса аналогічна наведеної для лівого. Звукові прилади 13С й 23С установлені в одному екземплярі, тобто є загальними для обох насосів. Тому в схемі їхнього включення показані контакти 21РЗС, 22РЗС і пускача 2ПМ-К, що ставляться до двигуна правого насоса.

Ланцюги, що живляться через запобіжники 3Пр, Пр5, Пр6, є резервними, призначені для вмикання інших приладів сигналізації.



5. ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

5.1 Визначення собівартості і розрахунок ціни електропривода електрогідравлічної стернової машини

Метою економічної частини дипломного проекту є обґрунтування доцільності впровадження проектованої стернової електрогідравлічної машини. Для цього виконується розрахунок її економічної ефективності.

Під корисним економічним ефектом розуміється конкретний внесок у задоволення суспільних потреб.

Економічний ефект - це підвищення обсягу виробництва, зростання продуктивності праці або зниження витрат, завдяки впровадженню нової техніки.

Ефективність уявляє собою співвідношення економічного або соціального ефекту та необхідних для його досягнення витрат. При необхідності встановлення рівня ефективності нової техніки застосовується система показників, які визначають ефект та витрати на його отримання. Також при цьому розглядається доцільність створення та впровадження нової техніки в порівняння з тією, що функціонує.

Основним показником економічної ефективності є мінімум приведених витрат у порівнюваних варіантах. Також необхідно врахувати витрати, які пов'язані з можливим переобладнанням та переоснащенням різного роду вузлів, механізмів, які зв'язані із системою автоматичного керування двигуна в результаті зміни ряду його параметрів. Поряд з цим також необхідно враховувати поточні витрати, які пов'язані з утриманням в експлуатації проектованого електрогідравлічного привода, витрати на його ремонт та ін.

Для визначення собівартості розробки, виготовлення й установки електропривода варто враховувати усі види витрат.

У виробничу собівартість продукції включається:

— прямі матеріальні витрати;

— прямі витрати на оплату праці;

— інші прямі витрати;

— загально виробничі витрати.

Перелік і склад статей калькулювання виробничої собівартості одиниці продукції встановлюється безпосередньо на підприємстві.

До складу прямих матеріальних витрат включається:

-вартість матеріалів, що утворять основну виробленої продукції;

-вартість транспортних витрат на доставку матеріалів;

-вартість допоміжних матеріалів;

-вартість електроенергії та виготовлення електропривода.

5.2 Розрахунок прямих матеріальних витрат

Таблиця 5.1 ? Перелік елементів системи

Найменування устаткування	Ціна за одиницю, шт	Кількість,шт	Вартість, грн
Електродвигун морського виконання Електрогідравлічна стернова машина Система авто стернового «Аист»	10600 11360 4590	1 1 1	10600 11360 4590
Елементи електричної схеми: автоматичний вимикач від ГРЩ і АРЩ; автоматичний вимикач установчий; трансформатор напруги понижуючий; випрямляч (діодний місток); запобіжник (плавка вставка); реле теплове; контактори; лампа розжарювання сигнальна; кабель КНРПк , м; кабель КНРПк , м; кабель КНРТП , м;	150 98 317 75 8,50 66 121 2,50 8,20 4,30 12	2 4 3 2 27 4 11 4 70 42 57	300 392 951 150 229,5 264 1331 10 574 180,6 684
Експлуатаційна документація, прим.	730	1	730
Загальна сума витрат на матеріали складає:	32346,1



Таблиця 5.2 ? Вартість транспортних витрат на доставку матеріалів

Радіус доставки, км	Вартість 1 км пробігу, грн.	Вартість доставки, грн.
500	5	2500

З таблиці 6.2. видно, що для доставки всіх необхідних матеріалів для виготовлення однієї стернової машини автомобіль проїде відстань у 500 км.

Розцінка встановлена в розмірі 5 грн/км. Отже витрати складуть: грн.

Вартість допоміжних матеріалів.

При виготовленні електрогідравлічного стернового привода (ЕКГП) витрачаються допоміжні матеріали, що не входять до складу виробу:

На виробництво одного електрогідравлічного привода по нормі витрата ізоляційної стрічки складає 100 шт. Ціна за 1 шт. - 2грн.

Вартість допоміжних матеріалів: грн.

Вартість електроенергії на виготовлення електрогідравлічної стернової машини. Згідно норм витрат на виготовлення одиниці продукції (електропривода) витрачається 1400 кВт.

Ціна 1 кВт для підприємства складає 0,28 грн.

Вартість витрат на електроенергію: грн.

Таблиця 5.3 ? Прямі матеріальні витрати

№ п/п	Найменування статей витрат	Сума, грн.	№ таблиці
1. 2. 3. 4. 5.	Матеріали Транспортні Допоміжні матеріали Електроенергія Разом прямі матеріальні витрати:	32346,1 2500 200 392 35438,1	1 2 - - 3

До складу прямих витрат НП оплату праці включається заробітна плата й інші виплати працівникам, зайнятим у виробництві продукції.



5.3 Розрахунок витрат на оплату праці робітникам

Заробітна плата складається з основної і додаткової.

Основна заробітна плата - це винагорода за зроблену роботу в розмірі діючих тарифних ставок (окладів).

Додаткова заробітна плата - це премії, установлені згідно затверджених на підприємстві положень про преміювання.

Для визначення фонду заробітної плати робітників, зайнятих на виробництві і виготовленні електропривода необхідно установити трудомісткість виконуваних робіт і розрахувати необхідну чисельність робітників.

Загальна трудомісткість являє собою загальну кількість нормо-годин, необхідне для всього обсягу робіт. Для створення даного електропривода потрібно виконати ряд робіт:

— інженерні роботи (зв'язані з розробкою);

— електромонтажні (зв'язані з монтажем усіх пристроїв);

— пусконалагоджувальні (зв'язані з іспитом працездатності електропривода);

Таблиця 5.4 ? Норми часу для проведення робіт

№ п/п	Види робіт	Норми часу чол./год.	Розцінка (тарифна ставка) грн./год.
1. 2. 3. 4.	Інженерні Монтажні Електромонтажні Пусконалагоджувальні	1686 3296 2912 1226	7,00 5,00 5,00 10,00
	Разом: 9120

З розрахунку видно, що загальна трудомісткість даного проекту складає 9120 чол./годин. Термін виконання всіх робіт складає 95 робочих днів. Норма годин на 1 людину за цей період складає:

годин, де 8 - норма часу за 1 робочий день при 40 годинному

робочому тижні.

Визначаємо необхідну кількість робітників: чоловік.

Визначимо основну заробітну плату (ЗП) робітників по видах робіт:

ЗП = тарифна ставка норма часу.

У таблиці 6.5. приведений розподіл кількості робітників, їхні тарифні ставки, а також визначена їхня заробітна плата по категоріях робіт.

Таблиця 5.5

Вид робіт	Кількість робітників	Норма часу на 1 робітника, год	Тарифна ставка грн./год	Заробітна плата, грн.
Інженерні	4	480	3,00	5760
Пусконалагоджувальні	2	288	3,00	2880
Монтажні	3	1944	2,00	11664
Електромонтажні	3	264	2,00	1584
Разом:	12	-	21888

Отже основна заробітна плата складає 21888 грн. за 95 робочих днів. Премії або додаткова заробітна плата складає 20% від основної (ЗП) і складає, відповідно, 4377,6 грн.

Загальна заробітна плата (ЗЗП) розраховується по формулі:

ЗЗП = ЗП + ДЗП

ЗЗП = 2188 + 4377,60 = 26265,60 грн.

Загальна заробітна плата є базою для відрахувань у пенсійний фонд України, фонд соціального страхування по тимчасовій непрацездатності, фонд зайнятості і фонд соціального страхування від нещасних випадків.



Таблиця 5.6 ? Розрахунок планового фонду ЗП

№ п/п	Найменування	Умовна позначка	Величина, %	Сума, грн.
1	Основна ЗП	ЗП	100	21888,00
2	Додаткова ЗП (премії)	ДЗП	20 від п. 1	4377,60
3	Загальна ЗП	ЗЗП	120 від п. 1	26265,60
4	Відрахування в пенсійний фонд	-	32 від п. 3	8404,99
5	Відрахування на соц. страхування по тимчасовій непрацездатності	-	2,9 від п. 3	761,70
6	Відрахування на соціальне страхування	-	1,9 від п. 3	499,05
7	Відрахування у фонд соц. страхування від нещасних випадків	-	1,28 від п. 3	336,20
8	Відрахування від ЗП	-	37,8 від п. 3	10001,94
9	Фонд ЗП із відрахуваннями	-	П.3 + п.8	36267,54

Загально виробничі витрати.

До складу загально виробничих витрат включаються:

— амортизація основних фондів;

— оплата праці апарата керування;

— відрахування на заробітну плату;

— витрати на утримання, експлуатацію і ремонт основних засобів (Будинків, устаткування);

— оплата послуг сторонніх організації;

— витрати на охорону праці і технікові безпеки, охорону навколишнього природного середовища.

Загально виробничі витрати розділяються на постійні і перемінні.

Змінні: витрати на обслуговування і керування виробництвом, що змінюється прямо (або майже прямо) пропорційно змінні обсягу діяльності.

Постійні: витрати на обслуговування і керування виробництвом, які залишаються незмінними (або майже незмінними) при змінні обсягу діяльності.



Таблиця 5.7 ? Кошторис (“смета”) загально виробничих витрат

№ п/п	Найменування статей витрат	Сума витрат усього, грн. за період	Загально виробничі витрати, розподіленні на одиницю (ел. гідравлічний привід)
1	Амортизація основних засобів	20400	1940
2	Оплата праці апарата керування	22300	2000
3	Відрахування на зарплату 38,03%	8474	760
4	Витрати на утримання, експлуатацію і ремонт основних засобів	32500	3100
5	Оплата послуг сторонніх організації	10000	1500
6	Витрати: на ОТ і ТБ, і охорону навколишнього природного середовища.	5000 2050	1000 200
7	Разом загально виробничі витрати	100724	10500

Змінні загально виробничі витрати розподілені на об'єкт із використанням бази розподілу виходячи з фактичної потужності звітного періоду.

Постійні загально виробничі витрати розподілені на об'єкт із використанням бази розподілу при нормальній потужності.

Таблиця 5.8 ? Виробнича собівартість

№ п/п	Найменування статей витрат	Сума, грн.	Примітки
1	Матеріали	32346,1	Таблиця 6.1
2	Транспортні	2500	Таблиця 6.2
3	Допоміжні матеріали	200	-
4	Електроенергія	392	-
5	Разом прямі матеріальні витрати	35438,1	Таблиця 6.3
6	Основна з/плата	21888	Таблиця 6.5
7	Додаткова з/плата	4377,6	Таблиця 6.6
8	Відрахування від з/плати	10001,94	Таблиця 6.7
9	Разом фонд з/плати з відрахуваннями	36267,54	Таблиця 6.6
10	Амортизація	1940	Таблиця 6.7
11	Накладні витрати	9,5% від з/п
12	Інші	5,7% від з/п
13	Витрати: на ОТ і ТБ, і охорону навколишнього природного середовища.	1000 200	Таблиця 6.7
14	Разом загально виробничі витрати	10500	Таблиця 6.7
15	Виробнича собівартість	116121,14	-

5.4 Визначення прибутку проекту

Визначення ціни електрогідравлічної стернової машини.

Ціна (Ц) - це основний показник собівартості товару, що залежить в основному від співвідношення попит/пропозиція, а також від загальної ситуації на ринку аналогічних товарів.

Ціна складається із собівартості (С), прибутку (П), податку на додану вартість (ПДВ):

Ц = З + П + ПДВ.

Прибуток - сума, на яку доходи перевищують зв'язані з ним витрати.

Чистий доход визначається шляхом відрахування з доходу податку на додану вартість.

Валовий прибуток - різниця між чистим доходами виробничою собівартістю (прибуток до оподаткування).

Таблиця 5.9 ? Розрахунок ціни електрогідравлічної стернової машини

№ п/п	Вид витрат	Сума, грн	Примітки
1	Виробнича собівартість ел. стернової машини	116121,14	-
2	Прибуток (П)	29030,28	25% від п.1
3	Ціна без обліку ПДВ	145151,42	п.1 + п.2
4	ПДВ	29030,28	20% від п.3
5	Ціна	174181,7	п.3 + п.4



5.5 Визначення чистого прибутку

Чистий прибуток - це прибуток який залишається на підприємстві після сплати всіх податків.

Прибуток підприємства (П) до оподаткування є базою для розрахунку податку на прибуток (ПП). Податок на прибуток дорівнює 25% від прибутку до спадкування: 29030,28 25% = 7257,57

Визначимо чистий прибуток підприємства:

ЧП = П - ПП

ЧП = 29030,28 - 7257,57 = 21772,71 грн.

Таблиця 5.10 ? Розрахунок чистого прибутку

№ п/п	Найменування	Сума, грн	Примітки
1	Прибуток (П)	29030,28	Таблиця 8
2	Податок на прибуток (ПП)	7257,57	25% від п.1
3	Чистий прибуток.	21772,71	п.1 - п.2



6. ОХОРОНА ПРАЦІ

6.1 Аналіз безпечних і шкідливих факторів,які впливають на людину на виробництві та заходи по техніці безпеки

Сучасне суднобудування - це галузь промисловості, включаючи суднове корпусобудування, машинно і приладобудування, а також ряд сумісних видів виробництва.

Суднобудування характеризується не благодійними умовами праці, наявністю небезпечних і шкідливих факторів, приводячи до виробничих травм, загальної ї професійного захворювання. Розглянемо найбільш загальні і типові для судно будівництва не благодійні умови праці, підвищуючи небезпечність для життя і здоров'я працюючих.

1. Більше число суднобудівних підприємств мають відкриті місця для будівлі: сухі доки, горизонтальні і похилі стапелі, не захищені від метеорологічних умов. Звідси - переохолодження і перегрівання працюючих в холод і в спеку, впливу вітру і опадів, і, як наслідок, ймовірність простудних, легеневих та інших захворювань.

2. Ріст водотоннажності і збільшення головних розмірів суден, а також укрупнення попередньо збираних конструкцій корпуса і агрегатування машин приводять до необхідності працювати на значні висоті з лісів і підлоги, користуватися сходнями, трапами в цехах, на будівничих місцях, при добудові і ремонті суден, що приводить до небезпеки падіння з висоти і отримання важких травм.

3. Сучасна технологія і організація будівлі суден передбачають великий об'єм вантажно-розвантажувальних і транспортних робіт, а також складання матеріалів і готових виробів. Так як більша кількість вітчизняних підприємств розташовані на обмежених за площею територіях, то транспортування, навантаження та розвантаження доводиться виконувати в безпосередній близькості від людей; це - небезпечний фактор, наближуючи до значного числа нещасних випадків з працюючими, а також які знаходяться в місцях під'ємнотранспортних операцій людьми.

4. Типовою для суднобудування особливістю являється виконання ряда робіт в замкнутих і важкодоступних судових відсіках і приміщеннях - між донних, бортових, в цистернах. Це призводить до незручних, важким при роботі положення тіла, призводить до додаткових фізичних навантажень і передчасної втомленості, послаблює увагу і підвищує небезпечність для працюючих.

5. Умови праці для великого числа професій в суднобудуванні такі, що працюючи підлягають одночасній дії небезпечних і шкідливих виробничих факторів - фізичних, хімічних, біологічних і психофізіологічних; це підвищує небезпечність виробничого травматизму і професійного захворювання. До числа основних фізичних небезпечних і шкідливих виробничих факторів відноситься:

- машини і механізми які рухаються, рухливі частини виробничого обладнання, переміщення виробу і заготовки;

- підвищена запиленість і загазованість повітря робочої зони від сварки, газової різки, фарбувальних і інших робіт;

- підвищена або понижена температура конструкцій корпуса і поверхонь обладнання;

- підвищена або низька температура повітря робочої зони;

- підвищений рівень шуму і вібрації на робочому місці;

- підвищений рівень іонізуючих випромінювань в робочої зоні;

- підвищене значення напруги в електричному ланцюгу, замикання якої може здійснитися через тіло працюючого;

- підвищений рівень статичної електрики;

- підвищений рівень електромагнітного випромінювання;

- недостатня освітленість робочої зони;

- гострі деталі, шершавість на поверхнях виробів і конструкцій.



6.2 Методи і засоби зниження впливу шуму і вібрації

Шум (звук) як фізичне явище характеризується хвильовими коливаннями повітряної маси і визначається звуковим тиском.

За одиницю звукового тиску прийнятий 1 Па.

За природою збудження звукового поля - шуми можуть бути аеродинамічними, гідродинамічними, електромагнітними, механічними (або структурними).

Сприйняття звуку - чутливість - визначається інтенсивністю фізичної дії, значить звуковим тиском в залежності від частоти. Вухо людини сприймає звукові тиски від до Па в діапазоні частот від 16 - 20 Гц до 16 - 20 кГц. Чутливість вуха визначається найменшим (порогом чутності) і найбільш (порогом больових відчуттів) звуковим тиском.

При проектуванні, виготовленні і експлуатації устаткування, технологічних процесів, а також промислових будівель і споруд зниження впливу шуму може бути досягнуто:

- технічними засобами (зменшення шуму в джерелі, застосування мало шумного устаткування і технологічних процесів);

- будівничо-акустичними методами (використовуванням звукоізоляції і звукопоглинання);

- заходами по захисту працюючого від шуму (дистанційне керування устаткуванням, екрани, кабіни і індивідуальні засоби захисту);

- організаційними і лікувально-профілактичними заходами (режимом праці і відпочинку, зменшення тривалості праці в шумних умовах та інше).

В суднобудуванні знайшли застосування практично всі зазначені методи зменшення впливу шуму.

В корпусних цехах в силу специфіки технологічних процесів, інструмента і обладнання, а також значних розмірів цехів використання будівельно-акустичних методів (звукопоглинання і звукоізоляції) значно ускладнено. Тому основним напрямком зменшення шуму являються зменшення шуму в джерелі, застосування мало шумного устаткування і технологічних процесів.

Вібраціями називають механічні коливання, які передають тілу людини коливальну швидкість. В залежності від способу передачі коливань вібрація ділиться на загальну, яка передаються через опорні поверхні людини на його тіло в положенні сидячи або стоячи, і місцеву, яка передається через руки працюючого.

Загальна вібрація в залежності від джерела її появи ділиться на:

- транспортну, виникаючу при русі машини по місцевості;

- транспортну-технологічну, виникаючу при роботі машин, виконуючих технологічний процес в закріпленому положенні і при переміщенні по спеціально підготовленому приміщенню;

- технологічну, виникаючи при роботі стаціонарних машин, або яка передається на робочі місця.

До основних методів зменшення вібрації (ГОСТ 12.4.046-78) відносяться:

- зменшення вібрації у джерелі збудження;

- раціональний вибір маси і жорстокості коливаючись системи з метою усунення явища резонансу;

- використання вібродемпфірування і віброізоляції;

- використання динамічного принципу гашення;

- застосування індивідуальних засобів захисту і організація праці працюючих вібронебезпечних професій.

Зниження вібрації у джерелі збудження передбачає виключення в технологічних процесах і устаткуванні динамічних явищ. В суднобудуванні, де використовується пневматичний інструмент ударно-обертального принципу дії, цей напрямок являється найважливішим. В теперішні час розробляються технологічні варіанти заміни клепання пристосуванням, рубки-підрізкою і т. д.

Раціональний вибір маси та жорстокості системи на стадії проектування механізму або техпроцесу може виключити явище резонансу.