Проектирование и изготовление терморегулятора

Дипломный проект

Тема:

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА



Содержание

Введение

1.Общие сведения об изделии

1.1 Назначение терморегулятора

1.2 Технические характеристики терморегулятора

2. Описание и обоснование выбранной схемы и конструкции

2.1 Обоснование выбранной схемы терморегулятора

2.2 Принцип действия терморегулятора

2.3 Описание и обоснование конструкции терморегулятора

2.4 Перечень возможных неисправностей

3. Расчёты

3.1 Расчёт стабилизатора напряжения

3.2 Расчёт надежности

4. Разработка технологического процесса

4.1 Анализ технологичности конструкции

4.2 Обоснование выбранной организационной формы сборки

4.3 Общие требования к разработке техпроцесса

4.4 Разработка маршрутной и операционной карт

5. Организация производства

5.1 Определение трудоемкости по проектированию и изготовлению

5.2 Определение потребного количества оборудования

5.3 Определение численности производственных рабочих

5.4 Организация труда производственного подразделения

5.5 Составление карты организации труда

5.6 Охрана труда, окружающей среды, противопожарные мероприятия, санитарная гигиена

5.7 Основы управления производственным подразделением

5.8 Комплексная система управления качеством продукции

6. Экономическое обоснование и расчеты

6.1 Определение расхода и стоимости материалов и комплектующих изделий

6.2 Расчёт фонда заработной платы

6.3 Расчёт себестоимости изделия

Заключение

Список использованных источников

Введение

Задача подготовки высококвалифицированных кадров, вооруженных современными знаниями, практическими навыками, является одной из важнейших задач на данном этапе. Поэтому сейчас, как никогда остро, ощущается необходимость приложения максимальных усилий для совершенствования содержания обучения, средств и методов подготовки специалистов.

Одним из направлений, по которому должно идти это совершенствование, является развитие и укрепление материально-технической базы учебного заведения. Сюда относятся, в первую очередь, широкое внедрение технических средств обучения, оснащение лабораторий и кабинетов новейшим оборудованием и приборами, модернизация лабораторных стендов и макетов, с учетом последних достижений науки и техники на современной компонентной базе.

Из-за разности температур среды человеку потребовались устройства для поддержания постоянной температуры. Человек начал создавать приборы, поддерживающие температуру постоянной, но у них был существенный недостаток: они не поддерживали постоянной температуры и выходили из строя из-за перегрева. Потребовалось создание прибора, отключающегося при достижении заданной температуры и включающегося при отклонении ее от заданной. Но в таких приборах был отдельно электронный термометр и автомат отключения питания.

Регуляторы температуры предназначены для автоматического регулирования температуры и сигнализации изменения температуры относительно установленного значения в системах термостатирования и стационарных установках.

Целью данного дипломного проекта является разработка и изготовление терморегулятора.

1. Общие сведения об изделии

1.1 Назначение терморегулятора

Регулятор температуры (РТ) предназначен для автоматического двухпозиционного регулирования температуры в сигнализации изменения температуры относительно установленного значения в системах термостатирования и стационарных установках. Прибор работает в комплекте с термопреобразователем сопротивления типа ТСП или ТСМ.

1.2 Технические характеристики терморегулятора

1.2.1 Масса терморегулятора не более 2кг.

1.2.2 Питание терморегулятора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220, частота 50 Гц.

1.2.3 Мощность, потребляемая терморегулятором не более 5Вт

1.2.4 Контакты выходных реле в терморегуляторе коммутируют электрические цепи постоянного и переменного (до 400Гц) тока со следующими параметрами (при активной нагрузке): величина тока от 0,005 до 2А, напряжение от 5 до 220В, разрывная мощность от 0,5 до 60Вт. Износоустойчивость реле не менее 10⁷ срабатываний при мощности до 15Вт и не менее 10⁵ срабатываний при мощности до 60Вт.

1.2.5 Длина линий, соединяющей терморегулятора с термопреобразователем сопротивлений, не более 300м. - с сопротивлением жил экранированного кабеля не более 5 Ом

1.2.6 Изоляция электрических цепей терморегулятора, при температуре окружающего воздуха 20 + 5⁰С и относительной влажности от 30 до 80% выдерживает в течение одной минуты действия испытательного напряжения величиной 1500В синусоидальной формы частотой 50Гц.

1.2.7 Минимальное допустимое электрическое сопротивление изоляции цепей терморегулятора относительно корпуса и между собой составляет не менее 20 МОм

1.2.8 Изменение погрешности регулируемой температуры при изменении напряжения питающей сети на +10 и -15% и частоты на +2% от нормальных значений не превышает половины значения допускаемой основной погрешности.

1.2.9 Изменение погрешности регулируемой температуры при отклонении температуры окружающего воздуха от 20 +5⁰С до любой температуры от 0 до 70⁰С не превышает 0,2% на каждые 10⁰С изменения температуры.

1.2.10 Изменение погрешности регулируемой температуры при изменении сопротивлений линий, соединяющих терморегулятора с термометром сопротивлений, не превышает 0,5% на каждый Ом сопротивления линий.

1.2.11 При воздействии на терморегулятора внешних магнитных полей напряженностью до 5 Э (397,9 А/м), образованного переменным током или напряженностью до I Э (76,6 А/м), образованного переменным током частотой 50Гц при самых неблагоприятных фазах и направлении поля, погрешность регулируемой температуры не выходит за пределы основной погрешности.

1.2.12 По устойчивости к механическим воздействиям терморегулятор имеет обыкновенное исполнение.

1.2.13 Терморегулятор в упаковке выдерживает транспортную тряску с ускорением 30 м/с² при частоте ударов от 80 до 120 в минуту или 15000 ударов с тем же ускорением.

1.2.14 Терморегулятор в упаковке для транспортирования выдерживает воздействие относительной влажности 95 +3% при температуре 35⁰С

1.2.15 Терморегулятор в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений воздействие температуры от -60 до +70⁰С

1.2.16 Средний срок службы терморегулятора - не менее 10 лет.

1.2.17 Средний ресурс терморегулятора - не менее 10000 ч.

1.2.18 Вероятность безотказной работы терморегулятора за время 2000ч. - не менее 0,97

2. Описание и обоснование выбранной схемы и конструкции

2.1 Обоснование выбранной схемы терморегулятора

Схема электрическая принципиальная терморегулятора приведена в приложении А.

В основу работы терморегулятора положен мостовой метод измерения сопротивления. Измерительная схема представляет собой одинарный мост сопротивлений, в одно из плеч которого включен термопреобразователь сопротивлений R_T, находящийся в среде объекта с температурой Т.

В смежное плечо включено переменное сопротивление R 1 задатчика, с движком которого жестко связан указатель шкалы терморегулятора. Остальные плечи моста представляют собой постоянные проволочные сопротивления R2, R3, R4 и R5.

Мост питается переменным напряжением с частотой сети от вторичной обмотки силового трансформатора.

Мост может уравновешиваться автоматически, когда терморегулятор работает как регулятор или сигнализатор, а также может уравновешиваться вручную при изменении постоянного значения температуры.

2.2 Принцип действия терморегулятора

Смотреть приложение

Напряжение в измерительной диагонали моста будет равно нулю, то есть мост находится в равновесии, при условии выполнения равенства:

(R_t+R^`_пр)R₃ = (R₄+R^``_пр)R₅(1)

Равенство (1) справедливо для любой точки интервала, где R^{`</sup><sub>пр</sub> и R<sup>`}_пр сопротивления участков задатчика, находящихся в смежных плечах моста и дающих в сумме приведённое сопротивление

Rпр, то есть Rпр = R^{`</sup><sub>пр</sub> + R<sup>`}_пр

С изменением температуры объекта меняется сопротивление термометра R _t , поэтому для достижения равновесия моста необходимо изменить точки подключения одной из вершин измерительной диагонали по отношению к двум плечам моста. Указанное требование достигается применением переменного сопротивления задатчика R 1, движок которого служит одной из вершин измерительной диагонали моста. Сопротивление термометра R _t меняется в зависимости от изменения температуры объекта. Если температура термометра отличается ль температуры по шкале задатчика, нарушается равновесие моста. В измерительной диагонали моста появляется напряжение разбаланса определённой фазы, которое усиливается полупроводниковым усилителем, выполняющим одновременно и функцию фазочувствительного элемента, собранного на транзисторах VT I…VT 6

Усиленный сигнал разбаланса с полупроводникового усилителя подается на обмотку исполнительного реле К, рабочие контакты которого включают исполнительный механизм для подачи энергии в объект регулирования.

Подача энергии в объект регулирования осуществляется до тех пор, пока температура объекта не достигает заданного значения. При этом мост уравновешивается, напряжение на входе усилителя близко к нулю, исполнительное реле отпускается и подача энергии в объект прекращается.

В приборах предусмотрена регулировка зоны возврата в пределах до 10% от диапазона регулирования по шкале прибора, которая осуществляется потенциометром R8. Под зоной возврата подразумевается отношение температур, при которых производится подача энергии в объект и прекращение подачи энергии. Контроль состояния температуры в объекте может осуществляться визуально по сигнальным лампам. Включенное состояние сигнальной зелёной лампы «М» означает, что температура объекта меньше заданной, а включенное состояние красной лампы «Б» - что температура объекта больше заданной.

Питание узлов прибора осуществляется через вторичные обмотки силового трансформатора и двухпериодный выпрямительный мост, собранный на диодах VД1 - VД2, напряжение которого фильтруется конденсатором С9 и стабилизируется диодом VД3.

2.3 Описание и обоснование конструкции терморегулятора

Сборочный чертеж дан в приложении Д.

Конструктивно все элементы и узлы прибора собраны на одной панели и размещены в общем корпусе из полистирола.

На панели прибора расположены трансформатор 6, исполнительное реле 5, печатная плата с радиоэлементами схемы 1. На передней стенке панели, которая является одновременно передней частью прибора, размещены сигнальные лампы 3,4 и элементы измерительной схемы прибора, а также выведены ручки задатчика температуры, зоны возврата и фиксатор установки задания.

Панель соединяется с корпусом посредством разъёма, размещённого на задней стенке и служащего для осуществления внешнего монтажа.

В соответствии с предъявленными требованиями по технике безопасности, в качестве материала для изготовления корпуса был выбран ударопрочный полистирол, толщиной 3 миллиметра, т.к. он является диэлектриком, а, следовательно, уменьшает вероятность того, что человек, работающий с термостабилизатором, будет поражен электрическим током.

На передней панели 18 расположены органы управления терморегулятора.



2.4 Перечень возможных неисправностей

Изделие считается неисправным, если оно не отвечает хотя бы одному требованию нормативно-технической документации. Изделие приходит в неисправное состояние, если произошел отказ.

В случае отказа изделие требует ремонта. Изделие считается ремонтопригодным, если оно приспособлено к предупреждению, обнаружению и устранению отказов.

Отказ - это событие, после которого изделие перестает выполнять свои функции. Отказ может быть полным или частичным.

Отказ в изделие может произойти по причине обрывов, коротких замыканий, превышения предельных режимов работы, несоблюдение правил эксплуатации, а также по причине старения электронных компонентов.

Неисправности, возможные в Терморегуляторе, а также способы их устранения приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1

Таблица возможных неисправностей

№ п/п	Характеристика неисправности	Возможные причины неисправности	Способы устранения неисправности
1	Не горит индикатор «Сеть»	Неисправен предохранитель FU1	Заменить FU1
		Проверить переключатель «сеть»
		Проверить первичную обмотку трансформатора VT1	При пробое перемотать первичную обмотку
		Перебит шнур	Проверить сетевой шнур на обрыв
2	Нагреватель среды не функционирует	Нагреватель перегорел	Проверить сопротивление, в случае неисправности заменить
3	Не задается температура	Отказ датчика	заменить датчик
		Обрыв в цепях питания	Проверить тестером цепи питания
4	Нагреватель постоянно работает	Проверить DD1, VT1, VS1, VD7 - VD10

3. Расчеты

3.1 Расчет стабилизатора напряжения

Цель расчета: рассчитать стабилизатор напряжения для световой индикации, входящей в состав терморегулятора.

При изменении тока нагрузки выпрямителя, изменяется среднее значение выпрямленного напряжения и коэффициента его пульсации. Тоже самое наблюдается и при колебаниях сетевого напряжения. Чтобы напряжение на нагрузке не зависело от этих параметров, выпрямитель необходимо дополнить стабилизатором.

Рисунок 3.1 Стабилизатор напряжения

В качестве источника входного напряжения для стабилизатора используется трансформатор, понижающий сетевое напряжение до 15В при токе нагрузки до 1А. Таким образом, постоянное напряжение на входе стабилизатора будет составлять 20В. Изменение сетевого напряжения может быть в пределах от 17 до 23В.

Определяем максимальную рассеиваемую мощность транзистором VT1 по формуле 3.1, Вт

P_vt1max = (Uвх_max - Uвых)_*Iн_max (3.1)

где Uвх_max - напряжение максимальное входное,B

Uвых - выходное напряжение, B

Iн_max - максимальный ток нагрузки, A

Максимальный ток, потребляемый схемой индикации составляет 0.4А, следовательно P_vt1max = (23-9)_*0.4 = 5.6Вт

По справочнику выбираем транзистор КТ815Б с максимальной, рассеиваемой коллектором мощностью 10Вт. Находим по справочнику минимальное и максимальное значение статического коэффициента передачи тока базы h21_эmax и h21_эmin и определим ток базы транзистора, при максимальном токе нагрузки.

Iб_max = ,А(3.2)

где Iб_max - максимальный ток базы; А

Iн_max - максимальный ток нагрузки; А

h21_эmin - минимальный статический коэффициент передачи тока.

Iб_max = 0.4/20 = 0.02А,

а также при отключенной нагрузке

Iб_min =,А(3.3)

где I_R2 - ток на резисторе R2; А

Ток через резистор R2 должен составлять 1-2% от максимального тока нагрузки.



I_R2 = Iн_max*0.02А(3.4)

I_R2 = 0.4_*0.02 = 0.008A

по формуле 3.3 находим

Iб_min = 0.008 / 80 = 0.0001A

Теперь рассчитаем параметрический стабилизатор. По справочнику выбираем стабилитрон VD1 типа Д814Б с номинальным напряжением стабилизации 8.75В . Допускаемый разброс напряжения составляет плюс-минус 0.75В. Таким образом имеем следующие данные для расчета:

Uвх_max - 23B

Uвх_min - 17B

Uст_max - 9.5B

Uст_min - 8В

Iн_max - 0.4А

Iст_max - 0.036А

Iст_min - 0.003А

Согласно формуле 3.5 находим R1_min

R1_min , Ом(3.5)

где Uст_min - минимальное напряжение стабилизации, В

Iст_max - максимальный ток стабилизации, А

Uвх_max - формула 3.1, В



R1_min

По формуле 3.6 находим R1_max

R1_max, Ом(3.6)

где Uвх_min - минимальное входное напряжение, В

Uст_max - формула 3.5, В

Iст._ном - номинальный ток стабилизации, А

Iст._min - минимальный ток стабилизации, А

R1_max

Выбираем резистор R1 сопротивлением 560Ом с допустимыми отклонениями ст10%. Мощность, рассеиваемую резистором? рассчитываем по формуле 3.7

P_R1 = , Вт(3.7)

где Uвх_max - формула 3.1

Uст_min - формула 3.5

P_R1 = (23-8)² / 560 = 0.4Вт

Выбираем резистор R1 типа МЛТ-0.5 560Ом.

Теперь рассчитаем резистор R2. Исходными данными для расчета являются: Uвых - 9В, ток через резистор R2 согласно формуле 3.4 составляет 0.008А.

По формуле 3.8 находим резистор R2

R2 =, Ом (3.8)

R2 = 9 / 0.008 = 1125 Ом

По формуле 3.9 рассчитаем мощность, рассеиваемую резистором R2.

P_R2 = Uвых _* I_R2, Вт (3.9)

гдеUвых - формула 3.1

I_R2 - ток на резисторе R2, Ом

P_R2 = 9 _* 0.008 = 0.072Вт (3.10)

Выбираем резистор R2 типа МЛТ-0.25 - 1 кОм 10%

Рассчитываем емкость конденсатора, сглаживающего фильтра С1 по формуле 3.10

C1 =, мкФ

гдеg - коэффициент сглаживания пульсаций

m - число фаз

Rн - рассчитывается по формуле 3.11

Rн = Uвых / Iн_max, Ом(3.11)

где Iн_max - формула 3.2

Rн = 9 / 0.4 = 22.5 Ом

Число фаз m = 1

Выбираем коэффициент сглаживания пульсации g = 1.2, отсюда

C1 = 16000_*1.2 / 1_*22.5 = 853 мкФ

Выбираем емкость конденсатора на 50% выше номинальной, типа К50-6 2000 мкФ х 40В.

Заключение: Таким образом в этом пункте рассчитан стабилизатор напряжения для схемы светодиодов Терморегулятора, а также конденсатора сглаживающего фильтра С1.

3.2 Расчет надежности

Цель расчета: Рассчитать надежность терморегулятора.

Надежность это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого времени.

Для авиационных приборов и изделий, не ремонтируемых в условиях полета, важнейшими показателями надежности является вероятность безотказной работы Р (вероятность того, что в заданном интервале времени t не возникнет отказ).

В составе любого прибора можно выделить n простейших элементов, внезапный отказ которых приведет к отказу прибора в целом. Поэтому условием безотказной работы прибора является отсутствие внезапных отказов этих элементов.

Исходные данные для расчета:

Амортизация отсутствует

Влажность воздуха 60.0%

Высота над уровнем моря 1.000 км.

Заданное время работы 20000.0 час.

Исходными данными для расчета также являются значения интенсивностей отказов всех радиоэлементов и элементов конструкций.

Расчет надежности устройства состоит из следующих этапов:

Определяется суммарное значение интенсивности отказов по формуле:

,час^-1(3.10)

где n - число наименований радиоэлементов и элементов конструкции устройства;

- величина интенсивности отказа i_го радиоэлемента, элемента конструкции с учетом заданных для него условий эксплуатации: коэффициента электрической нагрузки, температуры, влажности, технических нагрузок и т.п.;

N_i - количество радиоэлементов, элементов конструкции i_го наименования.

Определяется значение величины наработки на отказ T по формуле:

,(3.11)

Определяется значение вероятности безотказной работы P(t) по формуле:

(3.12)

где t - заданное время безотказной работы устройства в часах.

Полученные результаты сравниваются с заданными.

Таблица 3.1

Справочные и расчетные данные элементов конструкции.

Наименование, тип элемента		Kнi				Ni
Конденсаторы	0,05	0,625	0,2	2,0	0,2	10
Микросхемы	0,08	0,65	0,5	1,0	0,4	5
Резисторы	0,01	0,03	0,5	2,0	0,1	30
Предохранители	0,5	0,2	0,5	2,0	5,0	1
Трансформатор	0,05	0,1	0,1	2,0	0,1	1
Транзисторы	0,12	0,04	0,4	2,0	0,96	8
Диоды	0,015	0,512	0,5	2,0	0,3	9
Светодиоды	0,07	0,35	0,8	2,0	1,12	3
Плата печатная	0,02				0,2	3
Соединение пайкой	0,01	0,001	3,00	2,0	0,6	220

Примечания:

- априорная номинальная интенсивность отказов при температуре окружающей среды 20⁰С и коэффициенте нагрузки K_Hi=1;

- коэффициент, зависящий от температуры и коэффициента нагрузки K_Hi. Определяется по графикам: Парфенов Е.М. “Проектирование конструкций РЭА” стр. 176.

- коэффициент, учитывающий климатические и механические нагрузки;

- расчетная величина интенсивности отказов по i_му радиоэлементу, элементу конструкции, час^-1;

N_i - число элементов i_ой группы.

Расчетная величина интенсивности отказов i_го элемента, приведенная в таблице 3.1, определяется по формуле:

, час^-1.(6.5.4)

Расчет выполняется для периода нормальной эксплуатации при следующих допущениях:

Отказ элементов случаен и независим;

Учитываются только внезапные отказы;

Имеет место экспоненциальный закон надежности устройства.

Определим суммарное значение интенсивности отказов по (3.10):

(0,2*10+0,4*5+0,1*30+5,0*1+0,1*1+0,96*8+0,3*9+1,12*3+0,2*3+0,6*220)*10^-7 =(2,0+2,0+3,0+5,0+0,1+7,68+2,7+3,36+0,6+132)*10^-7=0,0000158

Интенсивность отказов: 0.0000158 1/час

Определим значение величины наработки на отказ T по формуле (3.11):

=1/0,000011=63291час.

наработка на отказ Т = 63291 час

Определим значение вероятности безотказной работы P(t) по формуле (3.12):

=0. 73

вероятность безотказной работы P(t) = 0. 73

Полученное значение наработки на отказ Т = 63291 час превышает заданное, равное 20000 часов, что гарантирует надежную работу разрабатываемого прибора.



4. Разработка технологического процесса

4.1 Анализ технологичности конструкции

Основным критерием, определяющим пригодность аппаратуры к промышленному выпуску, является технологичность конструкции.

Под технологичностью конструкции (ГОСТ 18831-83) понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий того же назначения при обеспечении заданных показателей качества.

Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку РЭА на технологичность на всех стадиях ее создания с целью повышения производительности труда, снижения затрат и времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт при обеспечении необходимого качества изделий.

Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Производственная технологичность конструкции изделия заключается в сокращении затрат средств и времени на конструкторско-технологическую подготовку производства и процессы изготовления, включая контроль и испытания. Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат времени и средств на технологическое обслуживание и ремонт изделия.

Технологичность конструкции можно оценивать как качественно, так и количественно. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя.

Количественная оценка технологичности РЭА строится на системе показателей (ГОСТ 14.201-73), которая включает, базовые показатели технологичности, достигнутые при разработке изделия и внесенные в стандарты или ТУ.

На основании отраслевого стандарта все блоки РЭА по номенклатуре используемых показателей технологичности условно разбиты на четыре класса:

1. электронные,

2. электромеханические,

3. механические

4. радиотехнические.

В специальную группу блоков выделены соединительные, коммутационные и распределительные устройства. Для каждого класса установлен состав показателей технологичности, которые принимаются как базовые для данного класса. Общее количество показателей, характеризующих технологичность блоков каждого класса, не должно превышать 7.

Основным показателем оценки технологичности конструкции является комплексный показатель технологичности К, который определяется с помощью базовых показателей по формуле

(4.1)

где к_i - значение показателя по таблице базовых показателей соответствующего класса блоков; _i - весовая значимость i-го показателя, s - общее количество показателей. Независимо от полноты состава определяемых показателей на различных стадиях проектирования _i принимается для каждого показателя в соответствии с установленной весовой значимостью.

В целях обеспечения высокого технического уровня изделий для всех предприятий отрасли, разрабатывающих и выпускающих РЭА, устанавливаются нормативы комплексных показателей, которые характеризуют достигнутый предел технологичности, ниже которого показатели вновь разрабатываемого изделия быть не должны.

Количественная оценка технологичности конструкции осуществляется с помощью системы базовых показателей:

Коэффициент механизации и автоматизации подготовки ЭРЭ к монтажу К_м.п.ЭРЭ определяется по формуле:

(4.2)

где - количество ЭРЭ в штуках, подготовка которых осуществляется механизированным или автоматизированным способом;

- общее количество ЭРЭ в штуках.

В данном блоке все ЭРЭ подготавливаются автоматизированным путем, поэтому К_м.п.ЭРЭ = 1.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия К_а.м. определяется по формуле:

(4.3)

где - количество монтажных соединений, которые осуществляются механизированным или автоматизированным способом;

- общее количество монтажных соединений.

= 106; = 148.

К_а.м. =106 148=0,725.

Коэффициент сложности сборки К_с.сб. определяется по формуле:

(4.4)

где - количество типоразмеров сборочных единиц, входящих

в изделие и требующих регулировки или подгонки в процессе сборки;

- общее количество типоразмеров сборочных единиц.

Так как, = 0, следовательно = 1.

Коэффициент механизации и автоматизации операций контроля и настройки электрических параметров К_м.к.н. определяется по формуле:

(4.5)

где - количество операций контроля и настройки, которые осуществляются механизированным или автоматизированным способом;

- общее количество операций контроля и настройки.

H_м.к.н. = 2; H_к.н. = 4, следовательно, по формуле (4.5):

= 2 4 =0,5

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей К_ф определяется по формуле:

(4.6).

где - количество деталей в штуках, которые получены прогрессивными методами формообразования;

- общее количество деталей в изделии в штуках.

Д_пр = 7, Д = 8, следовательно, по формуле (6.6.6):

= 7 8 = 0,875

Коэффициент повторяемости ЭРЭ К_{пов.ЭРЭ} определяется по формуле:

(4.7)

где - количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, определяемое габаритным размером ЭРЭ;

Н_Т.ЭРЭ = 11;

Н_ЭРЭ = 67.

= 1 - 11 67 = 0,835

Комплексный коэффициент технологичности рассчитывается по формуле (4.1).

Результаты расчета сведены в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Расчет комплексного показателя технологичности.

Показатели технологичности	Обозначение
1. Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу.		1.0	1.0	1.0
2. Коэффициент механизации и автоматизации монтажа изделия.		0.725	1.0	0.725
Продолжение таблици 4.1
3. Коэффициент сложности сборки.		1.0	0.75	0.75
4. Коэффициент механизации контроля и настройки.		0.5	0.5	0.25
5. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей		0.875	0.31	0.271
6. Коэффициент повторяемости ЭРЭ		0.835	0,187	0.108
Сумма			3.747	3.104
Комплексный коэффициент технологичности				0,8

Уровень технологичности изделия (блока) определяется как отношение значения достигнутого показателя технологичности к базовому. Числовые значения базовых показателей устанавливаются и утверждаются для каждого конкретного предприятия с учетом специфики выпускаемых изделий и достигнутого организационно-технического уровня производства. Естественно, что ниже уровня базовых показателей технологичности новая разрабатываемая конструкция РЭА быть не должна.

Нормативный показатель технологичности для опытного производства находится в пределах: К_Н = 0.5...0.7. Отношение К/К_Н > 1, следовательно, технологичность конструкции блока достаточная.

Вывод: На основании качественной и количественной оценок можно сделать вывод, что устройство является технологичным по своей конструкции, то есть обеспечивает минимальные затраты при заданных показателях качества производства.

4.2 Обоснование выбранной организационной формы сборки и типа производства

Организационная форма сборки - это форма связей между отдельными операциями сборочного процесса. / 2 /.

Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную.

При стационарной сборке изделие собирается на одном рабочем месте или параллельно на нескольких рабочих местах. Она делится на концентрированную и дифференциальную. При подвижной сборке собираемое изделие перемещается от одного рабочего места к другому.

Так как в данном проекте лабораторный блок питания является опытным образцом и собирается на одном рабочем месте, то организационная форма сборки - стационарная. А так как изделие собирается от начала до конца на одном рабочем месте, то форма сборки будет концентрированная.

Тип производства определяется, беря за основу габариты, массу и годовой выпуск изделия. В соответствии с ГОСТ 3.1108-74 одной из характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о., который показывает отношение числа всех технологических операций, выполненных в течение месяца к числу рабочих мест.

Так как в данном проекте лабораторный блок питания является опытным образцом, и годовой выпуск равен единице, то производство будет единичным.

При единичном производстве, характеризуемым широкой номенклатурой изготовления изделий и малым объемом выпуска, коэффициент закрепления операций не рассчитывается.

4.3 Общие требования по разработке техпроцесса

Разработка технологических процессов проводится в соответствии с положениями и со стандартами единой системы Технологической Подготовки Производства (ЕСТПП), базирующееся на трех основных положениях: унификации и отработке изделия на технологичность; типизации технологических процессов; автоматизации и механизации производственных процессов и инженерно-технических работ. Реализация принципов ЕСТПП опирается на анализ и обобщение опыта развития отечественной и зарубежной промышленности, обеспечивает повышение эффективности производства, рост производительности труда, улучшение качества выпускаемой продукции и экономию материальных и трудовых ресурсов.

В зависимости от количества изделий в технологическом процессе

ГОСТом 14.302-73 установлены два процесса:

единичный;

типовой;

Единичный применяется для изготовления изделий одного наименования, типа, размера и исполнения независимо от типа производства.

Типовой применяется как:

информационная основа при разработке рабочего технологического процесса (процесса для изготовления конкретного изделия);

как рабочий технологический процесс при наличии всей необходимой информации для изготовления конкретного изделия в соответствии с требованиями рабочей технической документации.

Комплекс работ по разработке единичного технологического процесса:

изучение сборочных чертежей, принципиальных, монтажных и других схем, ТУ на изделие и сборочные единицы, и составление схемы расчленения изделия на составные части;

выбор и обоснование организационной формы сборки;

определение последовательности и содержания сборочных и контрольных операций;

расчеты, связанные с технико-экономическим обоснованием выбранного варианта технологического процесса сборки;

определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и испытаний);

организация производственных участков;

выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса;

оформление рабочей документации на технологический процесс сборки;

Из возможных вариантов ТП сборки, обеспечивающих выполнение технических требований, связанных с целевым назначением изделия, его надежностью и точностью, должен быть выбран вариант, наиболее экономичный для заданных условий производства.

4.4 Разработка маршрутной и операционной карт

Единой системой технологической документации (ГОСТ 3.110-74) установлены стадии разработки и виды технологических документов. К основным документам относятся: маршрутная карта, операционная карта, карта эскизов, ведомость деталей (сборочных единиц) карта технологического процесса, техническая инструкция.

Маршрутная карта (МК) - документ, содержащий описание технологического процесса изготовления или ремонта изделия (включая контроль и перемещения) по всем операциям различных видов в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах.

Операционная карта (ОК) - документ, содержащий описание операций с указанием переходов, режимов обработки и данных о средствах технологического оснащения.

Ведомость деталей (сборочных единиц) - документ, содержащий перечень деталей (сборочных единиц), изготовленных по типовому технологическому процессу (операции) с указанием соответствующим данных о трудовых нормативах и при необходимости, о материалах, технологической оснастке и режимах обработке.

Карта эскизов (КЭ) - документ, содержащий эскизы, схемы, таблицы необходимые для ТП.

Карта технологического процесса (КТП) - документ, содержащий описание ТП изготовления по всем операциям, с указанием данных о средствах, технической оснастки, материальных и трудовых нормативах и технологических режимах. Если КТП охватывает весь маршрут, изготовления, то в этом случае она заменяет маршрутную карту.

Технологическая инструкция (ТИ) - документ, содержащий описание принципов работы или ТП изготовления или ремонта, правила эксплуатации изделия, описание физических и химических явлений, возникающих при определенных операциях.

В данном дипломном проекте разработаны маршрутная карта, операционная карта с внесением туда технических требований и стандартов применяемого оборудования и оснащения.



5. Организация производства

5.1 Определение трудоемкости по проектированию и изготовлению терморегулятора

Таблица 5.1

Определение трудоемкости изготовления терморегулятора

№ опер.	Наименование Операции	Разряд работ	Трудоемкость операции, час.	Часовая ставка, руб.	Сдельная расценка
005	Комплектовочная	3	0,5	8,4	4,2
010	Контрольная	3	0,5	8,4	4,2
015	Слесарная	3	2,0	8,4	16,8
020	Сборочная	3	3,0	8,4	25,2
025	Контрольная	3	0,5	8,48,4	4,2
030	Сборочная	3	3,0	8,4	25,2
035	Контрольная	3	0,5	8,4	4,2
040	Электромонтажная	3	3,0	8,4	25,2
045	Регулировочная	3	2,0	8,4	16,8
050	Испытание	3	2,0	8,4	16,8
055	Контрольная	3	1,0	8,4	8,4
	Итого		18	8,4	151,2

Изготовлению предшествуют следующие работы по проектированию.

составление технического задания, в котором отражается задание заказчика; 20 часов.

изучением технической литературы по конструкции и технологии аналогов; 60 часов.

составление принципиальной, функциональной схем работы изделия; 30 часов.

составление структурной схемы изделия; 10 часов.

создание чертежей; 80 часов.

Таким образом время затраченное на проектирование 200 час, а затраты на проектирование рассчитаем по формуле 2.1:



Рпр = Тпр * Сч. (1.1)

где Тпр - время, затраченное на проектирование; час;

Сч - ставка часовая; руб.

Рпр = 200* 8,4=1680 руб.

5.2 Определение потребного количества оборудования

Количество потребного оборудования и рабочих мест определяется исходя из трудоемкости изделия и действительного фонда рабочего времени на данный плановый календарный период.

По формуле 1.2 определим потребное количество оборудования.

S_рас = Т/Fд (1.2)

S_рас = (T_пр+T_изг)/F_д

где Т - трудоемкость по проектированию и изготовлению изделия;

Т_пр - трудоемкость по проектированию, час

Т_изг - трудоемкость по изготовлению, час

Т = T_пр+T_изг=200+18=218

Fд- действительной фонд рабочего времени; час.

По формуле 1.3 определим действительный фонд рабочего; час.

Fд = (Дк-(Дв+Дп))*fc (1.3)

где Дк- дни календарные; 61

Дп- дни праздничные; 4

Дв- дни выходные; 14

fc- фонд смены, 6 часа.

F_д = [61-(14+4)]*6 = 258 часов

Sраs = 218/258=0,84 шт.

Так как получили дробное количество оборудования, то мы должны прировнять это количество к целому числу в большую сторону.

S_пр. = 1 шт.

5.3 Определение численности производственных рабочих

Численность работающих определяется исходя из трудоемкости работ на определенный календарный период и действительного фонда времени работы рабочего за данный календарный период. Так как действительный фонд работы рабочего совпадает с действительным фондом работы оборудования, то численность рабочих не рассчитывается.

5.4 Организация труда производственного подразделения

Организация труда производственного участка представляет собой комплекс мероприятий направленных на повышение производительности труда и создания для работников безопасных и благоприятных условий труда.

Повышение производительности труда является необходимым условием развития производства, а, следовательно, возрастают требования к уровню организации труда. Организация труда - это соединение техники и людей в едином производственном процессе, обеспечение эффективного использования материальных и трудовых ресурсов. Эффективной основной организацией труда является разделение труда и расстановка кадров, формирование смен и распорядок их работы, организация и обслуживание рабочих мест, охрана труда. Организация труда производственного подразделения складывается из организации труда на рабочих местах. Рабочее место- это часть производственной площади, которая закреплена за рабочим, оснащен оборудованием для выполнения для выполнения порученной работы при соблюдении правил техники безопасности. Организация рабочего места предполагает рациональную его планировку, целесообразное оснащение, эффективная форма обслуживания. В целях повышения технического, технологического и организационного уровня на предприятиях должна проводиться аттестация рабочих мест, которая предполагает комплексную оценку каждого рабочего места на его соответствие нормативным требованиям, выявление рабочих мест подлежащих ликвидации. Аттестация рабочих мест является важнейшей частью управления трудовыми ресурсами.

Важнейшим моментом в организации рабочего труда является планировка рабочего места. Планировка рабочего места- это пространственное размещение в зоне приращения труда предметов оснащения необходимых для выполнения трудового процесса. Правильно распланировать рабочее место- это значит рационально расположить оборудование, приспособление, инструмент, сборочные единицы. При расстановке оборудования необходимо соблюдать определенное расстояние между ним, а также между оборудованием и элементами здания. Ширина главных проходов между оборудованием определяется габаритами транспортных средств.

Организация труда ставит своей основной задачей повышение производительности труда, что предполагает повышение технического уровня производства, внедрение новых технологических процессов улучшение конструктивных свойств изделий. Упрощение структуры управления.



5.5 Составление карты организации труда

Аттестация рабочих мест способствует эффективному использованию производственного потенциала.

Аттестация рабочих мест включает:

а) комплексную оценку каждого рабочего места на его соответствие нормативным требованиям по трем направлениям:

- техническому уровню

- организационному уровню

- условиям труда и техники безопасности

б) проведению технико-экономического анализа характеристик рабочего места.

Организация рабочего места.

На предприятиях разрабатывают карты организации труда.

Таблица 5.1

Карта организации труда слесаря-сборщика

Завод	САК	Участок	Электромонтажный	Карта организации труда слесаря- сборщика
цех	№55	Оборудование	Стол электромонтажника
		Инв. номер
1. Исходные данные.
Общие данные
Вид производства - приборостроение Тип производства - единичный Режим работы - 8 часов Форма обслуживания - планово-предупредительная	Форма организации труда - индивидуальная Оплата труда - сдельно-премиальная Рабочая поза - сидя
Характер работ	Должен знать
электромонтажные	Устройство, правила применения оборудования, правила применения контрольно-измерительного инструмента, систему допусков и посадок, квалитеты точности, классы шероховатости поверхности.
2. Организация рабочего места
Планировка	Организационная оснастка и вспомогательное оборудование
	1. стол электромонтажника 2. стул 3. урна для мусора 4. лампа дневного света
3. Содержание инструментальных ящиков.
1. Кусачки, плоскогубцы, круглогубцы, пассатижи, набор отверток, приспособление для оголенья проводов. 2. Набор натфелей, ручные тиски, запасные жала к паяльнику, спец инструменты и спец приспособления 3. Щеточка для уборки стола, савок, ветошь.
4. Обслуживание рабочего места.
Функция обслуживания	Состав работ	Регламент обслуживания	Исполнители	Средства связи
Производственно-подготовительная	Обеспечение рабочего места заготовками, документами, инструментами и.т.д.	До начала смены	Распред-комплектовщик	Вызов по сигналам связи
Инструментальная	Обеспечение рабочих мест спец.инструментом и спец. приспособлениями	До начала смены	Комплектовщик РИК	___
Ремонтная	Профилактический осмотр, аварийный ремонт	Работы, кроме аварийных выполняются в нерабочее время	Слесарь- ремонтник	Вызов по сигналу
Наладочная	Наладка спец.инструмента мелкий ремонт приспособлений.	В течение смены	Наладчик	Вызов по сигналу
Контрольная	Пооперационный контроль, контроль соблюдения технологической дисциплины	В течение смены	Контролер ОТК	_____
Хозяйственно-бытовая	Выдача хоз. инвентаря и производственной одежды	В соответствии с действующими нормами	Кладовщик
5. Документация на рабочем месте.
1. Сборочный чертеж 2. Комплект технологической документации 3. Инструкция по технике безопасности 4. Карта организации труда.
6. Основные правила техники безопасности
До работы	Во время работы	По окончании работы
Проверка неисправности технической оснастки	Использование технологической оснастки по назначению, строгое соблюдение порядка хранения технологической оснастки, сохранение за оснасткой определенного местоположения, своевременное техническое обслуживание	Уборка рабочего места, отключение электроприборов от электросети
7. Условия труда
Допустимые нормы санитарно-гигиенических факторов	Средства защиты	Режим труда и отдыха
Освещение в люксах, 300-400	Хлопчатобумажный костюм или халат, очки защитные, наушники	Рабочий день основных рабочих: С 8 до 17 Обед с 12 до 13 Рабочий время вспомогательных рабочих: С 7 до 8 и С 12 до 13
Интенсивность шума в ДБ,30
Температура воздуха, в градусах Цельсия зимой от 15 до 18, летом от 22 до 25.
Относительная влажность в % 40-60
Скорость движения воздуха в м/с, 0,2-0,3
Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, пыль нетоксичная

5.6 Охрана труда, окружающей среды, противопожарные мероприятия, санитарная гигиена

Сборка, регулировка, монтаж и испытание производятся в помещение 1 класса. Помещение 1 класса - помещение в котором температура воздуха составляет 20С, а влажность составляет 50 - 60%.

Все работы производятся в хорошо проветриваемом помещении при комбинированном освещение. Комбинированное освещение - сочетание естественного и искусственного освещения в качестве, которого используется газоразрядные лампы белого цвета (БЛ). На рабочем столе во время работы не должно быть ничего лишнего, кроме объекта монтажа и необходимых инструментов.

Клеммы ввода электроэнергии к рабочему месту должно быть ограждены в избежания случайного прикосновения. Интенсивные разъемы, а также заделка проводов в электроинструментах должна строго соответствовать техническим требованиям.

Напряжение питания электропаяльника должно быть 36В, для пробников 6В, для измерительной аппаратуры 220В.

При работе с полупроводниковыми приборами и микросхемами необходимо помнить, что должны быть заземлены: руки, корпус (жало) электропаяльника, корпуса полуавтоматических и автоматических установок, предназначенных для монтажа полупроводниковых приборов и микросхем; корпуса измерительной и другой аппаратуры.

Все, не подсоединенные к линии заземления предметы (инструменты, малогабаритные приборы, комплектующие изделия в металлической антистатической таре и без нее и пр.) должны располагаться на заземленной металлической пластине рабочего стола.

Каждый, без исключения, радиомонтажник перед тем, как приступить к выполнению своих обязанностей, должен быть ознакомлен с вопросами техники безопасности и противопожарных мероприятий.

Для обеспечения безопасности условий труда предусматриваются следующие мероприятия:

в цехе поддерживается чистота в соответствии с установленными требованиями;

на рабочем столе не должно находиться никаких приборов не связанных с выполнением данной работы;

проходы и проезды цеха должны быть всегда свободны;

освещенность рабочих мест 300-400 люкс (общее + местное). Светильники должны обеспечивать рассеивающий свет, без резких теней на монтажном изделии;

приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать 20 - кратный обмен воздуха за смену;

относительная влажность воздуха не должна быть меньше 40%;

наибольшие колебания температуры воздуха в помещении должно быть в пределах от 17 до 22С.

все оборудование цеха должно иметь заземление;

вся электрическая технологическая оснастка должна питаться током безопасного напряжения;

все подвижные части оборудования и открытые токоотводящие части электропитания должно иметь надежное ограждение;

взрывоопасные и пожароопасные вещества должны храниться за пределами цеха в специальных погребах;

электродрели, электроинструменты и электрические приспособления разрешается применять только после тщательной проверки их на электробезопасность и исправность;

ручной инструмент должен иметь диэлектрические рукоятки;

весь рабочий инструмент должен быть исправным. Работать неисправным инструментом запрещено, т.к. это приводит к производственным травмам, снижает производительность труда; Использовать бензин и ЛВЖ для промывки деталей разрешается в исключительных случаях, с соблюдением жестких мер пожарной безопасности;

при анализе проб воздуха обращается внимание на содержание в воздухе примесей вредных газов и испарений ядовитых жидкостей: Количество их не должно превышать установленных норм;

в помещение цеха запрещено курить. Курить разрешено только в установленном для этого месте. На некоторых предприятиях вообще запрещено курить на всей территории. При этом руководствоваться не только пожарной безопасностью, но и техническими уровнями на сборку;

запрещается в помещение цеха пользоваться открытым огнем;

после окончания смены должно быть отключены все электрические приборы, приспособления, инструменты и освещение;

производительные отходы должны быть удалены с рабочих мест в специально предусмотренные накопители;

не разрешается сливать в канализацию остатки ядовитых веществ и легко воспламеняющие жидкостей;

на случай возникновения пожара в цехе должны быть предусмотренные средства тушения пожара.

При выполнении монтажных работ приходится иметь дело и с высоким напряжением, и с раскаленными предметами, и с острыми и быстро вращающимися инструментами, и с агрессивными химическими веществами.

Для предохранения от поражения высоким напряжением запрещается выполнять электромонтажные работы в работающей радиоаппаратуре. Снятие статического заряда (особенно опасно для полевых транзисторов и многих микросхем) обеспечивается применением заземляющего браслета.

Необходимо аккуратность и осторожность при работе с горячим паяльником, слесарными и столярными инструментами, клеями, лаками, кислотами и щелочами.

При работе с электрическими паяльниками надо соблюдать следующие правила:

- периодически проверять омметром отсутствие замыканий между корпусом паяльника и нагревательным элементом. Такое замыкание может стать причиной поражения током и порчи припаиваемых элементов. Поэтому рекомендуется работать с паяльником, жало которого заземлено;

использовать устойчивую подставку для паяльника, что предохранит его от падения, а работающего от ожогов;

ни в коем случае не выполнять пайку в работающем (особенно высоковольтном) устройстве, так как случайное замыкание может вывести устройство из строя и быть причиной травмы;

При работе со слесарным инструментами надо быть внимательным и аккуратным, чтобы не порезаться резаком, напильником, лобзиком, сверлом или обрабатываемой деталью. Для этого необходимо:

надежно зажимать сверло в патроне дрели специальным ключом;

просверливаемую деталь надежно закреплять, иначе она в конце сверления может начать вращаться вместе со сверлом. Особенно осторожным и внимательным нужно быть при сверлении тонколистовых материалов;

при работе с резаком обязательно подкладывать под резаный лист фанерную прокладку, чтобы не повредить стол.

При работе с химическими веществами следует строго соблюдать все рекомендации по растворению, смешиванию, последовательности выполнения операций и температурному режиму. Работать необходимо в халате, а в отдельных случаях - в перчатках и защитных очках. Прежде всего, необходимо оберегать глаза, губы и слизистые оболочки носа и горла, которые наиболее чувствительны к воздействию химических веществ. На рабочем месте в аптечке надо иметь чистую вату и марлю (можно бинт), 5% - ный раствор соды, вазелин, 2%-ный раствор уксусной, лимонной или борной кислоты, настойки йода и лейкопластырь.

На участке тела, обожженного паяльником или брызгами припоя, надо сделать содовую примочку, а потом пораженное место смочить вазелином. Места ожогов кислотами обильно промыть водой и смочить содовым раствором. Место ожога щелочами нужно обильно обмыть раствором уксусной кислотой. При порезах и царапинах ранку залить раствором йода и заклеить лейкопластырем.

Если вы подверглись кратковременному удару током, необходимо прекратить работу до восстановления нормального состояния. При сильном поражении током пострадавший, как правило, не в состоянии оторваться от токоведущего провода. В этом случае надо возможно быстрее, строго соблюдая при этом правила личной безопасности, выключить так, сделать пострадавшему искусственное дыхание, расстегнуть одежду, поднести к носу кусочек ваты, смоченной нашатырным спиртом, или спрыгнуть лицо холодной водой и немедленно вызвать врача.

5.7 Основы управления производственным подразделением

Рыночные условия производства и реализация продукции промышленных предприятий предоставляют особые подходы к выбору путей совершенствования производственной структуры.

В условиях изменяющегося спроса на продукцию промышленных предприятий, достижений научно - технического прогресса, позволяющих, с одной стороны, улучшить потребительские свойства товаров и, с другой, обеспечить меньшие затраты ресурсов - развитие структуры предприятия затрагивает и совершенствование всех ее элементов. С этим связаны изменения методов и форм организации производства для более эффективного использования новейших достижений науки и техники в производственном процессе.