Проектирования цифрового устройства защиты блоков питания с функцией измерения показателей тока и напряжения

0.5

5

Повторяемости ИЭТ

0.3

6

Применения типовых ПП

0.2

7

Прогрессивности формообразования деталей

0.1

Расчёт комплексного показателя технологичности ведут по формуле:

где, - коэффициент технологичности;

- весовая характеристика.

Коэффициент применения микросхем и микросборок рассчитывается по формуле

где -общее число дискретных элементов, замененных микросхемами. В проектируемом устройстве такой элемент один: микросхема малой интеграции включает в себя до 100 элементов ;

- общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа рассчитывается по формуле:



Где - количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом. Для блоков на печатных платах (ПП) к механизации относится и установка ИЭТ, и последующая пайка волной припоя;

- общее количество монтажных соединений. Для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ определяется по количеству выводов.

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки к монтажу рассчитывается по формуле:

где - количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, в число их включаются ИЭТ, не требующие специальной подготовки (патроны, реле, разъемы и т. д.);

- общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.

Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля рассчитывается по формуле:

где - число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;

- общее количество операций контроля и настройки.

Коэффициент повторяемости ИЭТ рассчитывается по формуле:



где-количество типоразмеров оригинальных ИЭТ в РЭС и ЭВС;

- общее количество типоразмеров ИЭТ и РЭС.

Коэффициент применения типовых ТП рассчитывается по формуле:

где - число деталей и сборочных единиц (ДСЕ), изготавливаемых с применением типовых и групповых технологических процессов (ТП);

Д и Е - общее число деталей и сборочных единиц, кроме крепежа.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей рассчитывается по формуле:

где - число деталей изготавливаемых по прогрессивным ТП;

- общее число деталей (без учета нормализированного крепежа)

Рассчитаем комплексный показатель технологичности:

,

В ходе расчетов мы установили, что комплексный показатель технологичности данного устройства равен 0,7. Данное устройство является технологичным посуольку программа выпуска всего 4000 изделий, а это среднесерийное производство.

Если требуется увеличение технологичности конструкции, то это может быть достигнуто: применением автоматизированных средств регулировки и контроля.



3. Охрана труда

3.1 Обеспечение электробезопасности проектируемого устройства

Общие требования электробезопасности проектируемого устройства

Электробезопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009). В связи с этим определением и по ГОСТ 12.1.019 электробезопасность должна обеспечиваться:

- конструкций электроустановок;

- техническими способами и средствами защиты;

- организационными и техническими мероприятиями.

Электроустановки и их части должны быть выполнены таким образом, чтобы работающие не подвергались опасным и вредным воздействиям электрического тока и электромагнитных полей, и соответствовать требованиям электробезопасности. Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями. Ограждение токоведущих частей является обязательной частью конструкции электрооборудования.

При эксплуатации электрооборудования наибольшее значение имеют технические способы и средства защиты, которые в соответствии с ГОСТ 12.1.019 должны устанавливаться с учётом номинального напряжения, рода и частоты тока; способа электроснабжения (стационарная сеть, автономный источник питания); режима нейтрали (средней точки) источника питания; вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные); условий внешней среды (особо опасные помещения, помещения повышенной опасности, помещение без повышенной опасности, на открытом воздухе); возможности снятия напряжения с токоведущих частей, на которых или вблизи которых должна производиться работа; характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока (однофазное, двухфазное прикосновение, прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением); видов работ и т.д.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, используют следующие способы:

- защитное заземление;

- защитное зануление;

- защитное отключение;

- выравнивание потенциала;

- электрическое разделение сети;

- система защитных проводов;

- изоляция токоведущих частей;

- безопасные (малые) напряжения;

- контроль изоляции и другие.

Кроме того, для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям используют защитные оболочки, защитные ограждения (временные или стационарные), безопасное расположение токоведущих частей, изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная), изоляцию рабочего места, предупредительную сигнализацию, блокировку, знаки безопасности.

Все вышеперечисленные способы и средства защиты могут использоваться как отдельно, так и в сочетании друг с другом.

Профилактические испытания и измерения в электроустановках производятся в следующие сроки:

· измерение сопротивления изоляции электропроводок не реже 1 раза в 3 года (в электроустановках лифтов, кранов, прачечных, бань не реже 1 раза в год; электросварочных, переносных и передвижных установках не реже 1 раз в 6 месяцев, мыльных и парильных залах бань не реже 1 раза в квартал);

· проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами не реже 1 раза в 6 лет (для кранов, лифтов не реже 1 раза в год, а для кранов и после каждой перестановки);

· измерение сопротивления заземляющих устройств не реже 1 раза в 6 лет (кранов и лифтов не реже 1 раза в год, в прачечных и банях не реже 1 раза в 6 месяцев);

· проверка цепи фаза-нуль не реже 1 раза в 6 лет.

В процессе эксплуатации электроустановок необходимо следить за состоянием розеток, выключателей, арматуры осветительных приборов, наличием ограждения токоведущих частей и запирающих устройств в распределительных щитах, целостностью проводников заземления. При выявленных неисправностях необходимо незамедлительно принимать меры по их устранению. Запрещается самостоятельно заниматься ремонтом электроустановок или привлекать для проведения работ в электроустановках случайных лиц, не имеющих достаточной квалификации Лица, допустившие нарушения действующих технических нормативных правовых актов, регламентирующих эксплуатацию электроустановок, могут быть привлечены в соответствии с законодательством к уголовной или административной ответственности.

Конструктивные решения по обеспечению электробезопасности проектируемого устройства

Поскольку данное устройство является устройством защиты блоков питания во время их настройки и настройки совместно работающей аппаратуры, то к нему будет подключатся больше устройств за малые промежутки. Остро стоял вопрос о возможности поражения работающего электрическим током во время смены испытуемого и настраиваемого оборудования, поэтому для повышения электробезопасности было принято решение использовать кабели с утолщённой изоляцией и пластиковыми ручками на зажимах типа «Крокодил» рисунок 5.1.

Рисунок 5.1 - Зажим типа «Крокодил»

Ещё одной мерой повышения электробезопасности является наличие вынесенного за пределы устройства блока питания. Устройство питается постоянным напряжением 12В преобразованным из сетевого переменного 220В, отдельным питающим устройством. Это приводит к отсутствию в приборе высоких токов и напряжений, опасных для человека.

Органы управления прибором - кнопки, имеют специальный пластиковый чехол не допускающий контакта любых токопроводящих частей с телом человека. Так же можно использовать различные резиновые прокладки и подкладки, как для большей изоляции кнопок, так и для повышения изолированности разъёмов и контактов.

Для проектируемого устройства предусмотрен алюминиевый корпус, поэтому рационально рассмотреть крепление платы к корпусу. Основной причиной для этого служит возможность закорачивания на корпус. Для недопущения закорачивания плата будет крепиться в корпус с помощью шурупов на специально спроектированных, свободных от проводника площадках, экран оборудован специальными отверстиями для крепления на шурупы. Возможно также использование специальных заземлений.

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (при пробе на корпус либо по другим причинам). Оно применяется в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000В.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием одной из фаз на корпус электрооборудования и соответственно проходящего через тело человека тока.

Согласно ПУЭ, для электроустановок напряжением до 1000В при изолированной нейтрали трансформатора (генератора) сопротивление защитного заземления должно быть не более 4 Ом.

В случае пробоя одной из фаз электросети на корпус электродвигателя благодаря защитному заземлению напряжение прикосновения, под которое может попасть человек, прикоснувшись к корпусу, значительно снижается.

Защитное заземление выполняют путём преднамеренного соединения корпусов оборудования с землёй. В качестве заземляющих проводников допускается использовать естественные заземлители - электропроводящие части коммуникаций и сооружений производственного или иного назначения (водопроводные трубы и любые другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих газов, жидкостей, а также трубопроводов, покрытых изоляцией, свинцовых оболочек кабелей и тому подобное.

К искусственным заземлителям относятся специальные электроды, закопанные в землю. Это могут быть стержни из угловой стали размером от 40х40 до 60х60 мм, стальные трубы диаметром не менее 4х12 мм и другие.

Принципиальная схема устройства защитного заземления показана на рисунке 5.4



Рисунок 5.2 - Схема заземляющего устройства

Организационно-технические мероприятия по безопасной эксплуатации устройства

К самостоятельной работе с электроинструментом, ручными электрическими машинами и переносными электрическими светильниками допускаются лица не моложе 18 лет и имеющие группу по электробезопасности не ниже II, прошедшие медицинский осмотр и допущенные по состоянию здоровья к работе, прошедшие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте по охране, прошедшие стажировку безопасным способам ведения работ и проверку знаний по вопросам охраны труда.

Общие требования к работающим:

1. Соблюдать требования по охране труда, нормы и обязательства, предусмотренные правилами внутреннего трудового распорядка, коллективным договором, должностными обязанностями;

2. Использовать и правильно применять средства индивидуальной защиты и коллективной защиты;

3. Выполнять требования пожарной безопасности;

4. Заботиться о личной безопасности и личном здоровье, а также о безопасности окружающих в процессе выполнения работ, либо во время нахождения на территории организации;

5. Знать нахождение аптечки первой помощи универсальной;

6. Сообщать непосредственному руководителю о неисправности оборудования, инструмента, приспособлений, средств защиты, об ухудшении состояния своего здоровья;

7. Немедленно сообщать непосредственному руководителю о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью работающих и окружающих, несчастном случае, произошедшем на производстве;

8. Выполнять требования настоящей инструкции и с учетом характера работы других инструкций по охране труда, проекта производства работ и технологических карт, требования инструкций заводов-изготовителей по эксплуатации применяемых ими в процессе работ машин, средств защиты, оснастки, инструмента.

9. Изучать и совершенствовать методы безопасной работы.

10. Работник имеет право отказаться от выполнения порученной работы в случае возникновения непосредственной опасности для жизни и здоровья, окружающих до устранения этой опасности.

11. Не допускается нахождение работников в состоянии алкогольного опьянения, либо в состоянии, вызванном употреблением наркотических средств, психотропных или токсичных веществ, а также распития спиртных напитков, употребления наркотических средств, психотропных или токсических веществ на рабочем месте или в рабочее время, курения в не установленных местах.

Изолирующие защитные средства служат для изоляции человека от токоведущих частей и от земли и подразделяются, в свою очередь, на основные и дополнительные.

Основные средства способны надежно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и допускают касание токоведущих частей, находящихся под напряжением.

В электроустановках напряжением до 1000 В основными электрозащитными средствами являются изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками и другие.

Дополнительные электрозащитные средства - это такие средства защиты, которые при данном напряжении не могут обеспечить защиту от поражения током, поэтому их применяют совместно с основными электрозащитными средствами.

К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся: диэлектрические галоши и ковры, переносные заземления, изолирующие подставки и другие.

В зависимости от условий труда, в которых применяется электроинструмент, на работников могут воздействовать также другие опасные и (или) вредные производственные факторы.

1. Применяемый электроинструмент должен быть исправен, не иметь доступных для случайного прикосновения токоведущих частей, повреждений корпуса и изоляции, использоваться только по назначению, соответствовать условиям труда и требованиям технических нормативных правовых актов на конкретный вид инструмента.

2. Выдаваемый и используемый в работе электроинструмент и светильники, вспомогательное оборудование должны быть учтены в организации (структурном подразделении), проходить проверку и испытания в сроки и объемах, установленных техническими нормативными правовыми актами.

3. Поддержание исправного состояния, проведение периодических испытаний и проверок электроинструмента, вспомогательного оборудования к ним осуществляется электротехническим персоналом, имеющим группу по электробезопасности не ниже III, назначенным распоряжением (приказом) руководителя организации.

4. При пользовании электроинструментом, переносными светильниками их кабели (провода) должны по возможности подвешиваться. Кабель электроинструмента должен быть защищен от случайного механического повреждения и соприкосновения с горячими, сырыми и масляными поверхностями. Не допускается натягивать, перекручивать и пригибать кабель, ставить на него груз, а также допускать пересечение его с тросами, кабелями, шлангами газосварки.

5. Не допускается использовать в работе электроинструмент и светильники с относящимся к ним вспомогательным оборудованием, имеющие дефекты и не прошедшие периодической проверки (испытания).

6. При обнаружении каких - либо неисправностей работа с электроинструментом и светильниками должна быть прекращена.

7. При исчезновении напряжения или перерыве в работе электроинструмент должен отсоединиться от электрической сети.

8. Работникам, использующих электроинструмент, не разрешается:

- Передавать электроинструмент, хотя бы на непродолжительное время, другим работникам;

- Разбирать электроинструмент, производить какой - либо ремонт;

- Держаться за провод электроинструмента, касаться вращающимся частей или удалять стружку, опилки до полной остановки инструмента;

- Устанавливать рабочую часть в патрон инструмента и изымать ее из патрона, а также регулировать инструмент без отключения его от сети;

- Работать с приставных лестниц: для выполнения работ на высоте должны устраиваться прочные леса или подмости;

- Вносить внутрь барабанов котлов, металлических резервуаров и тому подобного переносные трансформаторы и преобразователи частоты.

9. Корпус электроинструмента класса 1 в зависимости от режима нейтрали питающей сети должен быть заземлен или занулен.

10. осуществляться с помощью питающего провода, которая не должна одновременно служить проводником рабочего тока. В связи с этим для питания трехфазного электроинструмента должен применяться четырехжильный, а для однофазного - трехжильный шланговый провод. Шланговый провод должен быть оснащен на конце штепсельной вилкой, имеющей соответствующее число рабочих контактов и один заземляющий.

11. В местах подключения электроинструмента должны быть надписи или таблички с указанием напряжения в электросети.

12. За невыполнение требований настоящей инструкции по охране труда работник несет ответственность в соответствии с законодательными актами.

Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности включают:

- назначение лиц, ответственных за организацию и безопасность производства работ;

- оформление наряда или распоряжения на производство работ;

- осуществление допуска к проведению работ;

- организацию надзора за проведением работ;

- оформление окончания работы, перерывов в работе, переводов на другие рабочие места;

установление рациональных режимов труда и отдыха.



Заключение

Дипломный проект содержит в себе теоретические сведения, описывающие принципы работы по двум комплектам чертежей: структурному и принципиальному; комплект расчётов и иных данных необходимых для запуска данного устройства в производство. Так же присутствуют чертеж печатной платы с перечнем элементов и сборочный чертёж со спецификацией, к которым так же прикреплены необходимые расчёты и технологические процессы изготовления и видов монтажа.

В дипломном проекте необходимо провести технико-экономическое обоснование и рассмотреть вопросы охраны труда.

Так же в дипломной работе присутствует экономический раздел, отображающий экономические расчёты, связанные с организацией производства проектируемого устройства и данные о стоимостях на всех этапах производства.

Заключительным разделом является раздел охраны труда призванный обеспечить безопасность эксплуатации данного устройства. В нем описаны общие принципы безопасности, и представлен свод мероприятий по недопущению травматизма на рабочих местах. Так же присутствует описание некоторых конструкторских решений по повышению электробезопасноти.

Размещено на Allbest.ru