Разработка установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

В случае появления высокого напряжения на одной из вторичных обмоток сварочных трансформаторов конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор r7 и диод Д5. Если напряжение на конденсаторе превысит порог срабатывания реле Р2, то контакты реле замкнутся и подадут напряжение на катушку расцепителя, что вызовет отключение входного автомата В1. Стабилитроны СТ₁ и СТ₂ защищают катушку Р2 от появления на ней высокого напряжения. Резистор Р11 служит для шунтирования малях токов утечки.

На выходных зажимах автоматического выключения установки расположен помехоподавляющий фильтр, состоящий из конденсаторов С1, С2, с3 и резисторов R2, R3, R4, предназначенный для защиты питающей сети от радиопомех, создаваемых при работе многоэлектродной машины.

Для контроля за наличием питающего напряжения на силовом шкафу установлен вольтметр V с переключателем, позволяющим измерить напряжение в трех фазах.

При включении автоматического выключателя напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Тр1, о чем сигнализируют лампы «Сеть» (Л2 и Л3), установленные на силовом шкафу и пульте управления.

Цепи питания включаются контактором К3, при этом подается напряжение на схему питания, подключается напряжение питания к исполнительным устройствам.

Защита цепей управления при коротком замыкании и при перегрузках осуществляется предохранителями ПР1-ПР3.

Исполнительные устройства питаются от выпрямительного моста, собранного на диодах Д1-Д4. Питание на исполнительные устройства подключается через контакторное реле Р1, включение которого производится через шкаф управления.

Принципиальная электрическая схема установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила представлена на листе ДП.09131.10.02.000Э3.

9. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЯЕМОЙ УСТАНОВКИ

Расчет обобщенного показателя качества проектируемого оборудования

В соответствии с ГОСТ 15467-79 под техническим уровнем продукции понимают относительную характеристику качества продукции, основанную на сопоставлении значений показателей D_i, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции с соответствующими базовыми значениями, то есть определение технического уровня сводится к определению уровня качества продукции по техническим параметрам. /16/

При определении обобщенного показателя качества продукции, в соответствии с ГОСТ 2.116-84 рекомендуется включать показатели следующих основных групп:

назначения;

надежности;

использования ресурсов;

показатели, характеризующие ограничения вредных воздействий;

показатели стандартизации и унификации;

патентно-правовые и эстетические.

Наиболее распространенным методом расчета обобщенного показателя качества изделия является дифференцированный, при котором производится сопоставление отдельных показателей качества оцениваемого изделия с показателями аналогов. Показатель качества можно рассчитать по формуле: /16/

, (9.1)

где - соответственно значения i-ых единичных показателей свариваемого изделия и аналога.

Уровень качества изделия по группе единичных показателей определяется по формуле:

, (9.2)

где - коэффициент весомости i-го единичного показателя качества в j-ой группе показателей;

количество показателей в группе.

Обобщенный показатель качества представляет собой функцию единичных показателей качества изделий. В машиностроительных отраслях наиболее часто используют средневзвешенный арифметический показатель:

(9.3)

m_j- коэфиициент весомости для j=3 группы показателей качества (назначения, надежности и т.д.); число групп показателей качества.

Расчет обобщенного показателя качества установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила заносим в таблицу 9.1

_i = 1.03*0.5+0.879*0.3+1.2*0.25=1.0787

Таблица 9.1 Расчет технического уровня установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

Показатель	Ед изм	Коэффициент весомости показателя	Изделие-аналог	Значение показателя	Относит. знач. показ. Дi	Групповой уровень качестваi
		групп.	Един.		Разраб. изд	Изд - аналог
1. Назначение		0.30
Установленная мощность трансформатора			0.5	МТМ-114 (Россия)	104	108	1.03
1.2 КПД трансформатора	%		0.3	МТМ-89 (Россия)	78.5	69.0	0.879
1.3 Диапазон толщин свариваемых деталей	шт/час		0.25	МТМ-89 (Россия)	1.0-1.0 2.5-2.5	1.2-1.2 3.0-3.0	1.2
2. Наработка на отказ		0.25		МТМ-114 (Россия)	5000	4500	0.9	=1.078
3. Эксплуатационные расходы	усл ед.	0.25		МТМ-114 (Россия)	5	7.5	1.5
4. Эстетичности	балл	0.10		МТМ-114 (Россия)	10	7	0.7
5.Эргономичности	балл	0.10		МТМ-89 (Россия)	4	3	0.75
5.1 Расположение органов управления на необходимой высоте и удобство в работе	балл			МТМ-114 (Россия)

Уровень качества показывает соответствие анализируемого изделия гипотетическому, обладающих суммой лучших качеств, имеющих место в аналогах.

Расчет себестоимости установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

Себестоимость будем определять укрупненными методами согласно рекомендации /17/.

Затраты на материалы для производства машины контактной сварочной приведены в таблице 9.2. При проектировании установки были использованы оптовые цены на 1 июня 1998 г по заводу ПО «ТуКЗ».

Таблица 9.2 Затраты на материалы для производства установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

Наименование	Материал	Ед. изм.	Расход	Цена за ед.,руб	Сумма, руб
Сталь листовая толщиной 2 мм	Сталь 20	кг	60	1.90	114
Сталь листовая толщиной 6 мм	Ст3	кг	126	1.90	239.4
Сталь листовая толщиной 10 мм	Ст3	кг	240	1.90	456
Сталь листовая толщиной 20 мм	Ст3	кг	158	1.95	308.1
Уголок 4545	Ст3	кг	40	1.84	73.6
Швеллер №30	Ст3	кг	108	1.94	209.52
Брус 5050	М1	кг	28	4.4	123.2
Брус 150150	Ст3	кг	84	2.12	178.08
Круг 120	Ст3	кг	48	2.12	101.76
Полоса 40020	Ст3	кг	146	2.12	307.7
Пруток 20	БрХ	кг	16	1.45	23.2
Труба 50	М1	кг	40	2.85	114
Труба 150	Сталь20	кг	68	2.85	193.8
Провод алюминиевый	АПСД	кг	12	4.45	53.4
Провод медный	ПСДК	кг	9	4.45	40.05
Итого:	3142.39

Информация о других статьях расходов ограничена. Поэтому для данного случая расчет проведем по укрупненным показателям, пользуясь приложением 2 работы /16/.

Таблица 9.3 Калькуляция себестоимости установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

	Затраты
Наименование статей	%	На одно изделие, руб
1.Материалы	21.5	3142.39
2. Покупные изделия и полуфабрикаты	48.1	7030.18
3. Топливо и энергия	0.9	131.54
4. Основная зарплата основных производственных рабочих	6.2	906.177
5. Дополнительная зарплата основных произв. рабочих.	0.9	131.541
6. Отчисления на социальные нужды основных производственных рабочих	0.9	131.541
7. Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования	8.7	1271.57
8. Общепроизводственные расходы	4.1	599.25
9. Общезаводские расходы	6.3	920.79
10 Потери от брака	0.1	14.61
11. Внепроизводственные расходы	2.3	336.17
Итого: полная себестоимость	100	14615.767

Расчет цены установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила

В условиях рыночных отношений цена на новую продукцию не является только функцией затрат на ее проектировние и изготовление. Объективно она должна соответствовать мировой цене на аналогичную продукцию. В основу расчета может быть положена лимитная цена:

Ц_Л=0.9Ц_б (9.4)

где Ц_б - цена базовой продукции, применяемой в качестве аналога для расчета лимитной цены;

- уровень качества продукции.

В качестве цены базовой продукции принимается прейскурантная цена аналога МТМ 114 с коэффициентом 0.9, характеризующим моральное старение базовой продукции за период проектирования и освоения новой техники.

Ц_Л=0.9*16050*1.0687=15437.37 руб

Эта цена принимается в качестве ориентировочной для установки многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила.

Расчет капитальных затрат

Производство и использование новой техники требуют дополнительных капитальных затрат на основные фонды и оборотные средства. Наиболее полно эти затраты определяются по формуле:

К = К_об + К_о + К_ос + К_пл + К_ПС + К_ПП , (9.5)

где К_об - затраты на оборудование;

К_о - затраты на приобретение и изготовление оснастки;

К_ос - затраты на пополнение оборотных средств, связанных с использованием новой техники;

К_пл - стоимость необходимых производственных площадей;

К_ПС - затраты на снижение отрицательных последствий внедрения новой техники;

К_ПП - предпроизводственные затраты.

Затраты на оборудование составленные по данным базового предприятия на 1997 г вносим в таблицу 9.4

Таблица 9.4 Стоимость оборудования участка

Типоразмер оборудования	Колич единиц на участке	Стоимость единицы оборудования, руб
Технологическое оборудование
1. Токарный станок 1К62	1	8000
2. Вертикально-фрезерный станок 1Р82Ш	1	7800
3. Горизонтально-фрезерный станок 1М82Ш	1	7800
4. Радиально-сверлильный станок 1Р25К	2	7800
5. Сварочный преобразователь ПСО-300	2	3200
6. Машина точечная МТ1217	1	12000
7. Ножницы гильотинные НГ-342	1	6000
8. Компрессор окрасочной камеры	1	14000
9. Пила дисковая ПД-19/1	2	4500
10. Станок расточной 4956	1	3560
Итого:	90160
Подъемно-транспортное оборудование
	10-15% Коб т	9016
Итого:	99176

Затраты на приобретение и изготовление оснастки К_о при укрупненных расчетах принимают в пределах 1-3% от К _обт.

К _обт.= 901.6 руб

Затраты на пополнение оборотных средств, связанных с использованием новой техники К_ос принимаем 10% от К _обт.:

К_ос =9016 руб

Стоимость необходимых производственных площадей определяется по формуле:

К_пл =S*_д*Ц_пл (9.6)

где S- площадь, занимаемая участком для изготовления оборудования, м²;

_д - коэффициент, учитывающий наличие проездов, проходов и зазоров между оборудованием;

Ц_пл =500 руб/м²- цена за 1 м² площади.

Площадь S принимаем по данным базового предприятия для помещения, используемого для изготовления нового оборудования и оснастки. S= 143 м².

К_пл =143*1.25*500=89375

Затраты на снижение отрицательных последствий внедрения новой техники К_ПС укрупненно принимают 3-4% от К _обт.:

К_ПС=2704.8

Предпроизводственные затраты К_ПП укрупненно принимают 10-15% от К _обт.:

К_ПП=9016 руб

Тогда общие капитальные затраты составят:

К=210189.4 руб

9.5 Расчет годовых эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы при применении новой техники включаю следующие элементы:

И = И_з + И_ао + И_аз + И_эн + И_ро + И_рз + И_пр (9.7)

где И_з - заработная плата обслуживающего персонала;

И_ао - амортизационные отчисления по оборудованию;

И_аз - амортизационные отчисления по зданиям;

И_эн - затраты на энергию;

И_ро - затраты на содержание и ремонт оборудования;

И_рз - затраты на содержание и ремонт зданий;

И_пр - прочие затраты.

Принимаем количество обслуживающего персонала 4 челвека (в две смены). Заработная плата обслуживающего персонала приведена в таблице 9.5

Таблица 9.5 Численность и фонд заработной платы вспомогательных рабочих

№опер.	Профессия	Колич	Разряд	Зч п, руб	Фосн всп ,руб
1	Электрик	2	3	2.79	10378.8
2	Наладчик электро- оборудования	2	5	3.35	12462
Итого:	22840.8

Фонд дополнительной заработной платы:

Ф_{доп ВСП}=0.2*22840.8 = 4568.16 руб.

Фонд отчислений на социальнык нужды:

Ф_{СС ВСП}=0.385*(22840.8+4568.16)=10689.494 руб

Общий фонд заработной платы обслуживающего персонала составит:

И_з= 22840.8+4568.16+10689.494=38098.454 руб

Остальные составляющие эксплуатационных расходов рассчитываем укрупненно:

амортизационные отчисления по оборудованию И_ао принимается равным 8% от стоимости оборудования, установленного на участке. Поэтому:

И_ао =7934 руб.

Амортизационные отчисления по зданиям И_аз принимают как 4%от стоимости здания:

И_аз = 3575 руб.

Затраты на энергию И_эн рассчитаны ранее укрупненно и включены в калькуляцию себестоимости машины. Они составляют: И_эн=131.54 руб для одного изделия. И для годового выпуска 100 машин составит 13154 руб.

Затраты на содержание и ремонт оборудования И_ро составляют 3% от стоимости оборудования:

И_ро= 2975.28 руб.

Затраты на содержание и ремонт зданий И_рз составляют 1% от стоимости здания:

И_рз=893.75 руб

Прочие затраты И_пр принимаются как 7% от заработной платы. Тогда:

И_пр=2777 руб

Тогда общие годовые затраты составят:

И=38098.454+7934+3575+131.54+2975.28+893.75+2777=56385.024 руб

Расчет годового экономического эффекта

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

 (9.8)

где Ц₁ - цена базового средства, руб

¹ - коэффициент, учитывающий изменение производственных возможностей нового изделия по сравнению с базовым;

В₁, В₂ - годовые объемы продукции (работ), выполняемые соответственно единицей базового и нового изделия;

Р₁, Р₂ - доля отчислений на полное восстановление соответственно базового и нового оборудования;

И₁, И₂ - годовые эксплуатационные издержки потребителя при использовании им базового и нового оборудования;

К₁, К₂ - сопутствующие капитальные вложения потребителя при использовании базового и нового оборудования;

р₂ - доля отчислений на полное восстановление нового оборудования;

Э_К, Э_С, Э_Э - эффект от изменения качества продукции, выпускаемой с помощью новой техники, социальный и экологический эффект;

Ц_ПР - цена проектируемого изделия, руб

N₂ = 50- годовой объем производства новых средств труда.

Поскольку проектируемая машина не прошла стадию готового изделия, и ее испытание не проводилось, для упрощения расчетов примем

В₁ = В₂=2000 станко-часов в год.

Издержки потребителя базовой модели составляют с учетом затрат на электроэнергию, сжатый воздух и охлаждающую воду по данным базового предприятия И₁=1500 руб

Издержки потребителя новой машины И₂=1127.7 руб ( на одно изделие)

Цена базовой машины - аналога Ц₁ =16050 руб

Капитальные затраты на одно изделие: К₁ = 6400 руб (по данным базового предприятия); К₂ =4203.78 руб

Согласно /18/ принимаем: р₂= 0.2155; Е_н= 0.15; Эс=1.1; Эк= 1.306; Ээ=0.1.

= 120981.75 руб

Результаты экономических расчетов сводим в таблицу 9.5а.

Количество рабочих на участке по изготовлению многоточечной машины принимаем по количеству технологического оборудования для производства машины (см. таблицу 9.4) с учетом двух рабочих слесарей-сборщиков - 15 человек (для производства одной машины). Количесво работающих с учетом вспомогательных рабочих - 19 человек.. Остальные строки таблицы 9.5а заполняем в соответствии с ранее рассчитанными и указанными выше значениями.

Таблица 9.5а Технико-экономические показатели

Показатели	Ед. изм.	Варианты базовый проектный	Рост, сниж,%
1. Капитальные вложения	руб	320000	210189.4	-34
2. Себестоимость продукции	руб	15195.7	14615.7	-3.8
3. Годовой экономический эффект	руб	120981.75
4. Производительность труда	числ/чел	2.3	2.6	+11
5. Трудоемкость ед. продукции	руб/чел	723.6	709.24	-2
6. Фондоотдача	руб/руб	2.36	3.47	+31
7. Количество работающих	чел	21	19	-9.5
8. Количество рабочих	чел	17	15	-9.5
9. Производственная площадь	м2	143	143	0
10. Годовой выпуск продукции на одного работающего	руб/чел	36180	34462	-4.7
11. То же на 1м2 производственной площади	руб/м2	5313	5110	-3.9

Разработка сетевого графика

Согласно укрупненным нормативам трудоемкости /19/ при создании электросварочного оборудования построим график в терминах работ и событий. Перечень работ и их трудоемкость сводим в таблицу 9.6.

Таблица 9.6 Перечень и трудоемкость выполняемых работ

№ события	Наименование события	Шифр работ	Название выполняемой работы	Трудоемкость, чел-дни
0	Техническое задание на проектирование установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила получено	0-1	Разработка ТУ на установку	2
1	Технические условия на машину разработаны	1-2	Патентно-информационный обзор	2
2	Патентно-информационный обзор сделан	1-16	Выдача задания на создание инструкции по эксплуатации	3
3	Разработка эскизного проекта закончена	1-3	Разработка эскизного проекта	2
4	Цены на материалы согласованы	3-4	Согласование цен на материалы	3
5	Сборочный чертеж машины разработан	3-5 4-5	Разработка сборочных чертежей машины	8 6
6	Циклограмма машины разработана	5-6	Разработка циклограммы работы машины	4
7	Привод сжатия спроектирован	5-7	Проектирование привода сжатия	4
8	Электрическая схема разработана	6-8 7-8	Разработка электросхемы	5 5
9	Проектирование структурной схемы управления закончено	8-9	Разработка структурной схемы управления	4
10	Проектирование вторичного контура закончено	5-10	Проектирование вторичного контура	8
11	Проектирование несущей конструкции закончено	5-11	Проектирование несущей конструкции	5
12	Заказы на покупные элементы размещены	5-12	Оформление заказов на покупные элементы	2
13	Все части машины изготовлены	7-13	Изготовление деталей привода сжатия	3
14	Все покупные элементы получены	9-13	Изготовление электрической части	3
15	Монтаж электросхемы и механизма сжатия окончены	10-13	Изготовление вторичного контура	4
№ события	Наименование события	Шифр работ	Название выполняемой работы	Трудоемкость, чел-дни
16	Техническое описание и инструкция по эксплуатации машины разработаны	11-13	Изготовление несущей конструкции	4
17	Установка полностью собрана и подключена к электросети	8-15	Монтаж электросхемы	2
18	Установка опробована и отлажена	14-15	Монтаж привода сжатия	4
19	Меры по охране труда и технике безопасности при работе на установке разработаны	12-14	Исполнение заказов на покупные элементы	4
20	Машина испытана и принята заказчиком	13-17 14-17 15-17	Монтаж узлов и сборка всей машины	10 4 8
		13-16 16-18	Разработка технического описания и инструкции по эксплуатации	8 8
		17-18	Отладка машины	2
		17-19	Разработка мер по охране труда и технике безопасности	3
		18-20 19-20	Проведение контрольных испытаний и сдача заказчику	3 2

Вышеперечисленные работы и их взаимодействие представлены в виде сетевого графика на рисунке 9.1 и листе графической части дипломного проекта.

Расчет сетевого графика в терминах работ и событий ведем по методике работы /20/. Предлагаемая методика позволяет рассчитать следующие параметры сетевой модели:

t_ij^РН - ранний срок начала работы;

t_ij^РО - ранний срок окончания работы;

t_ij^ПН - поздний срок начала работы;

t_ij^ПО - поздний срок окончания работы;

r_ij^П - полный резерв времени.

Табличный метод расчета сетевого графика предпочтителен в нашем случае по нескольким причинам: из-за простоты графика, из-за малого количества терминов и работ. Форма, полученная после расчета табличным методом является одновременно и плановым, и аналитическим документом. Расчет сетевого графика приведен в таблице 9.5.

Таблица 9.7 Расчет сетевого графика

i	j	tij	tijРН	tijРО	tij	tijПН	tijПО	rijП
0	1	2	0	2	2	0	2	0
1	2	2	2	4	2	1	3	0
1	3	2	2	4	2	2	4	0
1	16	3	2	5	3	32	35	30
2	3	3	4	7	3	1	4	3
3	4	3	7	10	3	4	7	3
3	5	8	7	15	8	7	15	0
4	5	6	10	16	6	9	15	1
5	6	4	16	20	4	15	19	1
5	7	4	16	20	4	15	19	1
5	10	8	16	24	8	16	24	0
5	11	5	16	21	5	19	24	3
5	12	2	16	18	2	22	24	6
6	8	5	20	25	5	19	24	1
7	8	5	20	25	5	19	24	1
7	13	3	20	23	3	25	28	5
10	13	4	24	28	4	24	28	0
11	13	4	21	25	4	24	28	3
12	13	4	18	22	4	24	28	6
12	14	4	31	35	4	24	28	7
9	13	3	28	31	3	28	31	0
i	j	tij	tijРН	tijРО	tij	tijПН	tijПО	rijП
8	15	2	25	27	2	34	36	9
8	9	4	27	29	4	24	28	1
15	17	8	27	35	8	36	41	6
14	15	4	31	31	4	31	36	5
13	17	10	31	41	10	31	41	0
13	16	8	41	39	8	39	47	8
17	19	3	41	44	3	41	44	0
17	18	2	39	43	2	41	43	0
16	18	8	43	47	8	35	43	4
18	20	3	44	46	3	43	46	0
19	20	2		46	2	44	46	0

Согласно таблицы 9.7 критический путь лежит через события 0-1-3-5-10-13-17-19-20-18-20. Длина критического пути 44 чел-дня.

10. ОХРАНА ТРУДА

Анализ опасных и вредных производственных факторов на сварочном участке

Дипломный проект посвящен разработке установке для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила. Сварка трубы вала мотовила осуществляется на участке контактной сварки. На участке установлено три многоточечные машины ДП.09131.10.02.00.000, а также там имеются складские места для комплектующих частей и готовых изделий.

Оценим данный участок с точки зрения наличия опасных и вредных факторов. Запыленность на участке отсутствует, так как зачистки, шлифовки и окраски деталей не производится. Вентиляция на участке применяется общеобменная естественная посредством аэрационного фонаря.

При контактной многоточечной сварке электрическая дуга отсутствует. Сварка осуществляется за счет совместного действия нагрева, получаемого в месте контакта за счет прохождения через него электрического тока, и пластической деформации. Поэтому, вредных выбросов сварочных аэрозолей, газов при таком виде сварки не наблюдается. При данном виде сварки наблюдается небольшой контакт расплавленного металла с окружающей средой в виде небольших выплесков. Поэтому, при наличии на участке легко возгораемых предметов: например, ветоши, - может легко произойти возгорание. Для защиты рабочего сварщика от попадания брызг расплавленного металла, он должен быть оснащен прозрачным щитком, брезентовым фартуком и рукавицами. Кроме того в процессе сварки изделие нагревается от прохождения через него больших токов, поэтому, сварщик должен быть обязательно оснащен рукавицами.

Движущиеся части многоточечной машины закрыты кожухом, вращающиеся части отсутствуют.

Контактная многоточечная сварка осуществляется при низких напряжениях холостого хода (U₂=8 В - на четвертой ступени) и при соблюдении правил электробезопасна. Поражение током высокого напряжения возможно при незаземленной машине, при пробое трансформатора или токопровода, а также при переключении напряжения без отключения трансформаторов от сети. Электрооборудование участка получает питание от трансформатора мощностью 500 кВА. Сеть 380 В имеет изолированную нейтраль. Анализ опасности поражения людей электрическим током показывает, что на участке есть возможность поражения людей электрическим током в связи с наличием токопроводящих железобетонных полов. Поэтому, необходимо зануление электрооборудования на участке и силового трансформатора.

Для освещения на участке в темное время суток установлены газоразрядные лампы ДРЛ-125, а также местные светильники. Необходимо обеспечить такое комбинированное освещение участка, чтобы освещенность соответствовала нормативной Е_норм=400 лк.

Расчет искусственного освещения участка

Площадь участка, подлежащего освещению м². Так как наименьший размер объекта различения до 0.5 мм ,то помещение при среднем контрасте и светлом фоне имеет 3г разряд зрительных работ. /21/ Нормированное значение освещенности при комбинированном освещении Е_Н=400 лк, при общем Е_Н=200 лк /21/.

Проведем выбор системы освещения. Освещение участка осуществляется газоразрядными светильниками типа ДРЛ, которые используются в производственных помещениях с нормальными условиями среды. /21/ Такие светильники рекомендуется располагать в шахматном порядке, как показано на рисунке 10.3 для данного участка.

С точки зрения техники безопасности и удобства обслуживания, а также принимая во внимание наличие мостового крана, расчетную высоту подвеса светильников при высоте потолка Н=7.2 принимаем h=5 м.

Итак, принято h=5 м; высота рабочей поверхности многоточечной машины h_р= 0.810 м.

Тогда h_р =h + h_р=5.810 м.

h_c = H - h_р =1.39 м.

Расстояние h_c должно быть в пределах 0-1.5 м. /32/

Расстояние L между светильниками принимаем из условия:

(10.1)

Для нашего случая 3/5=0.6

Расчет освещения на участке проведем точечным методом для точки с худшими условиями освещения

Условная освещенность от одиночного светильника определяется по формуле:

, (10.2)

где - сила света для светильника с условной лампой 1000 лм.

Числитель формулы (10.2) представляет собой относительную освещенность:

(10.3)

Она определяется по графику работы /21/ в зависимости от соотношения:

, (10.4)

где d - расстояние от перпендикуляра, опущенного из центра светильника на горизонтальную поверхность до точки, м.

Для первого светильника:

Аналогично полученные значения для других светильников сведены в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

Номер светильника	1	2	3	4	5	6	7
	0.24	0.28	0.54	0.82	1.14	1.44	1.74

Относительную освещенность определяем по кривой относительной освещенности для светильника УПД ДРЛ в зависимости от /21/. Найденные значения сведены в таблицу 10.2

Таблица 10.2

Номер светильника	1	2	3	4	5	6	7
, лк	250	245	170	90	0	0	0

Теперь определим условную освещенность, например для первого светильника по формуле (10.2):

Аналогично определяем значения условной освещенности для остальных светильников и сводим их в таблицу 10.3.

Таблица 10.3

Номер светильника	1	2	3	4	5	6	7
Еу, лк	10	9.8	6.8	3.6	0	0	0

Общая освещенность с учетом коэффициента запаса k_з=1.5 /31/:

Е_у = (10+9.8+6.8+3.6)1.5 = 45.3 лк

Поток каждой лампы определяется по формуле:

(10.5)

=4415 лм

Выбираем ближайшую стандартную четырехэлектродную лампу ДРЛ-125 с мощностью 125 Вт и световым потоком Ф=4800 лм /21/. Светильник для лампы ДРЛ-125 типа УПД /32/. Дополнительные 200 лк освещения обеспечиваются светильниками местного стационарного освещения с лампами накаливания, укрепленными на специальных кронштейнах к крышке корпуса многоточечной машины.

Расчет заземления силового трансформатора

Исходные данные для расчета: электрооборудования участка получает питание от трансформатора, мощностью 500 кВА. Сеть 380В имеет изолированную нейтраль. Схема расположения электрооборудования на участке показана на рисунке 10.4. Полы на участке - железобетонные. Для устройства искусственного заземления имеются трубы длиной 3 м, диаметром 50 см с толщиной стенки 4 см, а также стальная полоса сечением 420 мм. Грунт на участке - глина 1 м, песок 3 м. Величина удельного электрического сопротивления грунта - неизвестна. Предприятие расположено в 3 климатической зоне России.

Анализ опасности поражения людей электрическим током показывает, что на участке есть возможность поражения электрическим током в связи с наличием токопроводящих железобетонных полов. Участок относится к классу помещений с повышенной опасностью. В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) корпуса электрооборудования и силовой трансформатор должны быть заземлены.

Расчет заземления силового трансформатора начнем с выбора нормативного значения сопротивления заземления R_НОРМ в соответствии с ПУЭ: R_НОРМ = 40 м.

Выбираем тип и размеры заземлителей и составляем схему их расположения. В качестве искусственных заземлителей принимаем стальные трубы, вертикально заглубленные в землю. Заземляющее устройство принимаем контурное, расположенное на расстоянии 3 м от фундамента силового трансформатора и углубленное в землю на 0.8 м. В соответствии с этим длина полосы l_П=34 м.

Уточняем удельное электрическое сопротивление грунта на участке, где будут установлены заземлители. По таблице выбираем приближенные значения:

для глины ;

для песка .

По таблице принимаем коэффициент сезонности для вертикально установленных в неоднородном грунте заземлителей /22/: . А для полосы, соединяющей заземлители, расположенной в однородном грунте .

Тогда значение удельного сопротивления с учетом коэффициента сезонности определяем по формуле:

. (10.6)

Для вертикальных:

,

.

Для горизонтально уложенной полосы:

.

Рассчитаем сопротивление растекания тока полосы, соединяющей заземлители, , по формуле для однородного грунта:

, (10.7)

где - удельное сопротивление грунта растеканию тока для полосы, уложенной горизонтально в земле, .

l - длина заземляющей полосы, соединяющей заземлители, м;

b - ширина полосы, м;

глубина заложения полосы, м,

Сравниваем значение с нормативным . Сопротивление растеканию тока полосы больше нормативного, поэтому, продолжаем расчет контурного заземляющего устройства с вертикально заглубленными трубами.

Определяем сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя (трубы) по формуле:

, (10.8)

где - эквивалентное удельное сопротивление в двухслойной земле, Ом;

l_m - длина трубы, м;

t_m - глубина заложения трубы, м.

Глубина заложения трубы определяется по формуле:

, (10.9)

где t₀ - расстояние от поверхности земли до верхнего края трубы, м.

Эквивалентное удельное сопротивление для двухслойной земли определяется по формуле: /23/

, (10.10)

где l - высота трубы, м;

l₁ - длина части трубы в верхнем слое, м;

l₂ - длина части трубы в нижнем слое, м

Тогда:

Следовательно, сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя (трубы):

Определяем необходимое число труб для заземляющего устройства из произведения:

(10.11)

где n_m - ориентировочное число труб;

- коэффициент использования вертикальных заземлителей (труб);

- коэффициент использования полосы.

Коэффициент принимается равным минимальному значению 0.19.

При минимальном расстоянии между заземлителями 3 м и отношении из таблицы методом интерполяции находим n_m = 1 и = 0.56.

Тогда минимальная длина заземляющего контура

Длина контура l_{к min} приблизительно равна принятой. Таким образом, располагаем трубы, как показано на рисунке 10.4

При длине заземляющей полосы 34 м число труб - 12.

Рассчитываем сопротивление для двенадцати труб по формуле:

, (10.12)

где R_з - сопротивление всех вертикально установленных заземлителей, Ом;

R₁ - сопротивление одиночного заземлителя (трубы), ОМ;

число заземлителей;

_з - коэффициент использования вертикальных заземлителей.

Рассчитаем общее сопротивление заземляющего устройства по формуле:

(10.13)

Полученное сопротивление заземляющего устройства 3.99 Ом является наибольшим возможным по климатическим условиям и оно удовлетворяет требованиям ПУЭ, то есть не превышает 4 Ом. Поэтому, принимаем схему заземляющего устройства, представленную на рисунке 10.4, с числом заземлителей 12 штук.

Заземление выполняется следующим образом. По контуру силового трансформатора на расстоянии 3 м от фундамента прокладывается траншея, глубиной не менее 0.8 м. В траншее через 3 м друг от друга забиваются в грунт стальные трубы. Верхние концы труб свариваются между собой стальной полосой размером 420 мм. Заземляющее устройство с помощью полосы, сечением 420 мм соединяется с корпусом силового трансформатора.

Пожарная безопасность

Пожар на участке сборки-сварки трубы вала мотовила может возникнуть из-за неисправности токопроводов, при их коротком замыкании, пробое изоляции сварочных машин, при неисправности, освещения, при попадании брызг расплавленного металла на легко возгораемые предметы, например, ветошь.

По взрывной и пожарной опасности участок относится к категории «Г» - пожароопасное производство. /22/ Для данной категории расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода не ограничивается. При пожаре рабочий может покинуть рабочее место и цех через продольный проезд, шириной 3.2м и поперечные проходы, шириной 1.6м и 2.4м. /22/

На каждые 100м² пола производственных помещений необходимо 1-2 огнетушителя. На участок сборки-сварки рубы вала мотовила устанавливаем один огнетушитель ОУ-2 для тушения установок под напряжением. Места расположения огнетушителей показаны на рисунке 10.1.

Участок оборудован также такими первичными средствами пожаротушения, как емкости для воды, ящики с песком, лопаты, топоры. Пожарные краны, рукава, стволы содержаться в исправности и хранятся в специально отведенных местах, согласованных с органами пожарного надзора.

Охрана окружающей среды

Участок сборки сварки трубы вала мотовила является участком контактной сварки. При контактной сварке не наблюдается выделения вредных загрязняющих веществ в окружающий воздух. Поэтому, с точки зрения загрязнения окружающей среды контактная сварка является экологически безопасной. Поэтому, в данном дипломном проекте можно сформулировать основные мероприятия по охране окружающей среды на предприятии в целом, а именно:

рациональное использование и очистку сточных вод;

борьбу с атмосферным загрязнением;

борьбу с загрязнением почв;

организацию свалок.

Наиболее важным мероприятием является рациональное использование водных ресурсов. На предприятии применяется система оборотного водоснабжения: холодную воду, используемую для охлаждения сварочного оборудования (многоточечных контактных машин.) многократно используют после ее естественного охлаждения.

11. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Назначение

Установка для многоточечной контактной сварки ДП. 09131. 10.02.00.000 предназначена для сварки нахлесточного продольного шва трубы вала мотовила. Сварка трубы осуществляется в два этапа. Сначала свариваются восемь точек, после чего труба перемещается на заданный шаг 75 мм, и сваривается вторая серия из восьми точек.

Установка и съем изделия на контрэлектроды подвижной каретки осуществляется вручную. Работа машины по циклу сварки - автоматически.

Технические характеристики

1. Номинальная мощность, кВА	104
2. Номинальный сварочный ток, кА	17
3. Толщина свариваемых деталей, мм	от 1.0+1.0 до 2.5+2.5
4. Длина свариваемого изделия, мм	1380
5. Номинальное напряжение однофазной сети, В	380
6. Номинальная частота питающей сети, Гц	50
7. Номинальная ступень регулирования вторичного напряжения	7
8. Привод усилия сжатия	пневматический
9. Число электродов	8
10. Число сварочных трансформаторов	2
11. Тип токоподвода	односторонний
12. Усилие на электродах, Н	6000
13. Число одновременно свариваемых точек	8
14. Ход верхнего электрода, мм	45
15. Производительность, изд/ч	72
16. Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2350 1270 2025
17. Вес, т	3

Конструкция

Установка для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила ( см. лист. ДП.09131.10.02.00.000) состоит из двух взаимосвязанных частей: электрической и механической.

На верхней балке поз. 7 расположена электросварочная часть с двумя сварочными трансформаторами поз.19, вторичным контуром поз.4 и пневмоприводом сжатия восьми электродов поз.5.

На нижней раме поз.2 располагается балка каретки поз.6, состоящая из (см. ДП.09131.10.02.06.000) нижней рамы поз.2, распорного устройства поз.5, пневмопривода подающего механизма поз.3, присоединения концевого поз.4. На каретке находятся 16 контрэлектродов поз. 18 и токоподвод поз.19. На нижней раме поз.2 установлены два направляющих ролика поз.7 и два опорных ролика поз.8, тяга поз.9 для соединения каретки с пневматическим приводом ее перемещения.

Для придания жесткости конструкции верхняя рама опирается на опоры-колонны поз.3.

Управление работой установки осуществляется с пульта управления поз. 8.

Принцип действия

Работа силовой электрической части

Труба вала мотовила на установке для многоточечной контактной сварки сваривается с помощью двух трансформаторов ТС1 и ТС2, включаемых двумя тиристорными контакторами КТ1 и КТ2.

Пневмораспределители Р1-Р5 служат для зажатия изделия, управления пневмоприводами усилия сжатия и перемещения каретки.

Аппаратура управления размещается в шкафу управления.

Питающее напряжение 380 В подается на схему включением автоматического выключателя В1.

Выключение В1 происходит при открывании дверей шкафов управления, при появлении на вторичной обмотке сварочного трансформатора переменного напряжения 36 В относительно заземленного корпуса машины.

При одностороннем токоподводе вторичные контуры многоэлектродной машины не могут быть заземлены, поэтому, для предотвращения появления высокого напряжения на сварочных электродах в случае пробоя первичных обмоток сварочных трансформаторов на вторичные, применяется схема релейной защиты.

Схема защиты состоит из резисторов R7-R10, подключенных ко вторичным виткам сварочных трансформаторов, диода Д5, конденсатора С4, реле Р2, стабилитронов СТ₁ и СТ₂ и резистора R11.

В случае появления высокого напряжения на одной из вторичных обмоток сварочных трансформаторов конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор r7 и диод Д5. Если напряжение на конденсаторе превысит порог срабатывания реле Р2, то контакты реле замкнутся и подадут напряжение на катушку расцепителя, что вызовет отключение входного автомата В1. Стабилитроны СТ₁ и СТ₂ защищают катушку Р2 от появления на ней высокого напряжения. Резистор Р11 служит для шунтирования малях токов утечки.

На выходных зажимах автоматического выключения установки расположен помехоподавляющий фильтр, состоящий из конденсаторов С1, С2, с3 и резисторов R2, R3, R4, предназначенный для защиты питающей сети от радиопомех, создаваемых при работе многоэлектродной машины.

Для контроля за наличием питающего напряжения на силовом шкафу установлен вольтметр V с переключателем, позволяющим измерить напряжение в трех фазах.

При включении автоматического выключателя напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Тр1, о чем сигнализируют лампы «Сеть» (Л2 и Л3), установленные на силовом шкафу и пульте управления.

Цепи питания включаются контактором К3, при этом подается напряжение на схему питания, подключается напряжение питания к исполнительным устройствам.

Защита цепей управления при коротком замыкании и при перегрузках осуществляется предохранителями ПР1-ПР3.

Исполнительные устройства питаются от выпрямительного моста, собранного на диодах Д1-Д4. Питание на исполнительные устройства подключается через контакторное реле Р1, включение которого производится через шкаф управления.

Схема электрическая принципиальная установки представлена на листе ДП.09131.10.02.000Э3

11.4.2 Работа привода сжатия

Сетевой сжатый воздух через вентиль В1 поступает в ресивер Р1, откуда осушенный воздух идет через фильтр - влагоотделитель Ф1, регулятор давления РД1 и маслораспылитель М1 и поступает в пневмораспределители Р1-Р5 трехкамерного цилиндра и других двухкамерных.

В соответствии с подаваемыми с пульта управления сигналами на распределители последние срабатывают, и в зависимости от сигнала пропускают в пневмоцилиндры воздух или выпускают его. При срабатывании цилиндров срабатывают механизмы зажима изделия, перемещения каретки и опускания электродов.

Схема пневматическая принципиальная представлена на листе ДП.09131.10.02.000П3.

Работа машины по циклу

Исполнительными устройствами являются

Р2 - пневмораспределитель, который регулирует зажатие изделия в приспособлении. Запоминающим устройством является триггер Т1. Сигнал С1 возникает при нажатии кнопки «Пуск» и исчезает в шестой фазе цикла командой, подающейся мультивибратором М2.

Р3 - пневмораспределитель, дающий команду на перемещение каретки на шаг 75 мм. Запоминающим устройством является триггер Т2. Сигнал С2 появляется при нажатии кнопки «Пуск», а отбой возникает командой, подающейся при срабатывании РЦС (первый конец сварки). Повторно сигнал С2 возникает в шестой фазе и исчезает командой с мультивибратора М2.

Р4 - пневмораспределитель, который дает команду на перемещение каретки. Запоминающим устройством является триггер Т3. Сигнал С3 возникает при нажатии кнопки «Пуск» и отключается командой с РЦС (второй конец сварки).

Р5 - пневмораспределитель дает команду на перемещение каретки в исходную позицию на ход 220 мм. Запоминающим устройством является триггер Т4. Сигнал С4 возникает в пятой фазе командой с мультивибратора М2.

Р1 - пневмораспределитель, дающий команду на опускание электродов. Его работу регулирует РЦС, разработанный на базе элементов «Логика». Схема регулятора РЦС обеспечивает последовательное включение четырех выдержек времени:

«Сжатие», «Сварка», «Проковка», «Пауза», что соответствует Т1, Т2, Т3. Выдержка времени Т4 и Т5 соответственно означают конец первой и второй сварок.

Циклограмма работы установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила представлена на листе графической части проекта ДП. 09131.10.02.000Ц.

Работа установки

Данная установка является многоточечной контактной машиной с односторонним токоподводом. Установка ДП. 09131.10.02.00.000 имеет два сварочных трансформатора. Каждый из которых содержит две вторичные обмотки. Для уменьшения токов шунтирования при шаге 75 мм предусматривается перекрестное подключение электродов к выводам вторичных обмоток.

На приведенную в исходное положение каретку ДП. 09131.10.02.06.000 укладывается труба вала мотовила ДП.09131.10.01.00.000 и производится ориентация нахлестки относительно оси электродов, после чего осуществляется фиксация с помощью ручных фиксаторов, вставляемых через технологические отверстия трубы в колодки, расположенные на каретке.

При нажатии кнопки «Пуск» каретка с изделием перемещается на первую позицию сварки и одновременно зажимается роликами зажимного устройства, установленного на каретке.

Во время перемещения на ход 220 мм происходит запирание свободного конца каретки распорным устройством поз.5.

При срабатывании пневмопривода сжатия включается сварочный ток. После сварки восьми точек происходит поднятие электродов, каретка осуществляет ход на 75 мм на вторую позицию сварки. После сварки на второй позиции общее количество точек составляет 16 шт с шагом 75 мм.

По окончании сварки каретка с изделием автоматически возвращается в исходное положение. При этом происходит автоматическое отпирание каретки, разжим сваренной трубы.

Съем сваренной трубы осуществляется вручную.

Указания по обслуживанию

Систематически проверять и в случае необходимости подтягивать резьбовые соединения сварочного контура машины.

Систематически проверять регулировку направляющего устройства.

Полости подшипников направляющего устройств должны быть заполнены смазкой ЦИАТИМ - 221 ГОСТ 9433-80.

По мере накопления выпускать волу из влагоотделителя в пневматическом устройстве.

Указания по технике безопасности

Установка должна быть надежно заземлена.

Работы внутри корпуса машины должны производиться при полном снятии напряжения.

Подключение и отключение сварочной установки осуществляется только электротехническим персоналом участка;

К проведению электросварочных работ на данной установке допускаются электросварщики с квалификационной группой не ниже 3;

Зачистку и регулировку электродов производить только при выключенном переключателе «Сварка»

Во время работы дверца шкафа управления должна быть закрыта

Блокировка дверцы должна быть исправной. Во время работы дверца шкафа управления должна быть закрыта

Блокировка дверцы должна быть исправной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная дипломный проект посвящен разработке установки для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила. На базовом предприятии все сварочные работы проводились в полуавтоматическом режиме электрозаклепками с использованием специальной оснастки. Разработанная в данном дипломном проекте установка для многоточечной контактной сварки трубы вала мотовила позволяет значительно снизить трудоемкость изготовления изделия, повысить качество формирования соединений. В работе также проведен расчет режимов сварки, разработаны конструктивные элементы установки, принципиальные схемы, решены вопросы техники безопасности и промышленной санитарии; разработаны мероприятия по охране труда и окружающей среды, произведен расчет себестоимости изготовления установки по ценам 1997 г, а также технико-экономическое обоснование усовершенствования технологии. Разработаны чертежи и техническое описание установки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Технология и оборудование контактной сварки /Под ред. Б.Н.Орлова.- М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

Бердичевский А.Е. и др. Многоэлектродные машины для контактной сварки.- Л.: Энергоатомиздат, 1984.-264 с.

Николаев А.К., Розенберг В.М. Сплавы для электродов контактной сварки.- М.: Машиностроение, 1978.- 93 с.

Слиозберг С.К., Чулошников П.Л. Электроды для контактной сварки. - Л.: Машиностроение, 1972 - 95 с.

Контроль качества сварки / Под. ред. В.Н. Волченко. - М.: Машиностроение, 1975. - 328 с.

Общемашиностроительные нормативы времени на контактную сварку. - М.:НИИ труда, 1979.-52 с.

Красовский А.И. Основы проектирования сварочных цехов. - М.: Машиностроение, 1980. - 319 с.

Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник/Под общ ред. К.М. Великанова.- Л .:Машиностроение, 1990.-448с.

Ильин О.В. и др. Многоэлектродные контактные машины для точечной сварки узлов туристского автоприцепа// Автоматическая сварка, 1989, №9.-с.67-68

Яшунский А.Я. и др. Контактные многоэлектродные машины для сварки узлов зерноуборочных комбайнов //Сварочное производство, 1974, № 5.- с.43-44.

Шашин А.Ф. и др. Установка для сварки арматурных сеток с укороченными стержнями //Бетон и железобетон, 1978, №4. - с.50-51.

Кисельников В.Б. Пневматические приводы и аппаратура электросварочного оборудования.- Л.: Машиностроение, 1978.-199 с.

Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления: Отрасл. Каталог/Под ред. Кудрявцева В.И.- ВНИИгидропривод. -М.:ВНИИТЭМР, 1990.-184с

Глебов Л.В., Пескарев Н.А. и др. Расчет и конструирование машин контактной сварки.- Л.: Энергоиздат, 1981.-198 с.

Расчеты на прочность в машиностроении. В 3-х т./ Под ред. С.Д. Пономарева. - М.: Машгиз, 1958.- 300 с.

Трошин В.А. Методические указания по выполнению дипломных проектов специальности 12.05 «Технология и оборудование сварочного производства».- Тула.: Тул ПИ, 1991.-41с

Климов А.Н. и др. Организация и планирование машиностроительного производства.- Л.: Машиностроение, 1984.-368с.

Основы технико-экономического анализа инженерных решений /Под. ред А.Э. Розенплентера. - Киев.: Вища школа, 1989.-126 с.

Пузыня К.Ф., Запаснюк З.Г. Экономическая эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1978,-304 с.

Кривцов А.М., Шеховцев В.В. Сетевое планирование и управление. -М.:Экономика, 1969.-110с.

Кнорринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения. Л.:Энергия, 1968.-392 с.

Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоиздат, 1982 - 800 с.

Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование/ Под ред. С.В. Белова. - М.: Машиностроение, 1989.-368 с.

Нормативно-техническая документация

ГОСТ 2.312-72. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

ГОТС15878-79. Контактная сварка. Соединения сварные. Конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 12.1.030-81ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.

ГОСТ 12.2.032-78ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

ГОСТ 12.3.008-86ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности.

Размещено на Allbest.ru