Повышение точности обработки поршня автомобилей семейства ЗИЛ

Технологическая подготовка производства, как и другой комплекс работ, требует предварительного планирования.

Одним из наиболее предпочтительных методов планирования является метод сетевого планирования.

4.1.2 Сетевое планирование ТПП

При выполнении сложных задач, когда различными исполнителями производится большое число работ, планирование и управление процессом технологической подготовки производства может выполняться с помощью метода сетевого планирования и управления.

Цель построения и расчетов основных параметров сетевого графика - определение длины критического пути. Критический путь определяет сроки выполнения всего комплекса работ по данному проекту.

Сетевой график (сеть) - это модель процесса обработки и создания некоторого объекта, изображающая весь комплекс взаимосвязанных работ и их результатов в виде ориентированного графа (рис.4.1.).



Сетевой график

3

4 7

2 4 1

8

6 2

2

1 5 7

3

Рис. 4.1.

Сетевой график состоит из множества событий обозначенных кружками и множества работ, изображенных стрелками. Связь всех действий и процессов, которые должны быть осуществлены для достижения поставленной цели

Число событий и работ на сетевом графике зависит от сложности объекта и от требуемой степени детализации разрабатываемого плана.

Работой называется процесс ли действие, к достижению определенного результата. Она характеризуется во времени и связана с расходованием ресурса, каждая работа имеет номер и название, которое раскрывает ее содержание.

Событие - это факт начала ли окончания работы, оно не имеет продолжительности во времени. Каждое событие имеет номер и название, которое формируется в прошедшем времени.

На сетевом графике любой работе присуще событие, т.е. с которой начинается работа и последующее событие, которым заканчивается работа (рис.4.2.).



Обозначение работ и событий

r

t_r ,

где i - номер события, предшествующего работе;

j - номер события, последующего за работой;

r - номер работы;

tr - время работы;

Рис.4.2.

Событие начала планируемого процесса, у которого нет предшествующих событий, называется исходным событием и ему присваивают №1

Событие, которое не имеет последовательного события и заканчивает процесс, называют завершающим событием и ему присваивается последний номер сети.

Для установления взаимосвязи работ с событиями каждой работе присваивается код, который выражается 2-мя числами и разделен запятой.

Первое число = номеру предшествующего работе событию (i), второе = последующему за работой событию (j).

Для оценки продолжительности работы необходимо пользоваться соответствующими нормативными данными или обобщенными опытными данными.

Если ни того, ни другого нет, то расчет идет по формуле:

tr = (3 tmin + 2 tmax) / 5, (4.1)

где tmax - это максимальная продолжительность работы при наиболее благоприятных условиях.

tmin - это минимальная продолжительность работы при наиболее благоприятных условиях.

На сетевом графике каждое событие является начальным или конечным результатом выполнения одной или нескольких работ.

Основные свойства сетевого графика:

1. Ни одно событие не может совершиться до тех пор, пока не будут выполнены все входящие в него работы.

2. Ни одна работа, выходящая из данного события не может начаться до тех пор, пока данное событие не совершилось.

Основные правила при построении сетевого графика:

1. Сеть строится таким образом, что каждое событие изображается только правее предыдущего

2. У каждой работы номер предыдущего события должен быть меньше номера последующего.

3. В сети не должно быть событий, не имеющих предшествующего события, кроме исходного.

4. В сети не должно быть тупиков, т.е. событий, не имеющих последующих событий, кроме завершающих.

5. Не должно быть замкнутых контуров.

6. Не должно быть параллельных работ, имеющих одинаковые предшествующие ил последующие события.

Порядок построения сетевого графика.

1. Для построения сетевых работ составляется список всех выполняемых работ и устанавливается перечень событий.

2. Выявляется технологическая последовательность выполнения работ и логика связи между ними.

Каждому событию присваивается №, каждой работе код и №.

Для построения сетевого графика необходимо установить последовательность и объем работ технологической подготовки производства, распределить эти работы по исполнителям, определить трудоемкость выполнения работ и событий технологической подготовки производства.

В таблице 4.1. приведен перечень работ и событий, совершаемых при технологической подготовке производства детали - поршень автомобиля ЗИЛ-4314.

Таблица 4.1.

Перечень работ и событий ТПП

Работа	Событие
№	Код	Содержание	Трудоемкость Чел/час	Число исполнителей	Продолжительность (часы)	№	Формулировка
						1	Получено задание на совершенствование технологического процесса производства поршня автомобиля ЗИЛ 4314
1	1-2	Анализ существующего тех.процесса изготовления поршня автомобиля ЗИЛ 4314	2	1	2	2	Анализ ТП проведен
2	2-3	Поиск необходимой литературы	5	1	5	3	Необходимая литература найдена.
3	3-4	Изучение и проработка отечественных и зарубежных технологий изготовления поршня	10	1	10	4	Технологии изготовления поршня изучены.
4	4-5	Анализ возможности совершенствования базового ТП в условиях существующего предприятия	6	1	6	5	Анализ возможности совершенствования базового ТП проведен
5	5-6	Выбор оптимального метода совершенствования ТП	5	1	5	6	Оптимальный метод выбран
6	6-7	Анализ чертежа заготовки	18	2	9	7	Анализ чертежа заготовки проведен.
7	7-8	Выбор технологических баз.	7	1	7	8	Технологические базы выбраны.
8	6-9	Анализ существующего оборудования.	6	1	6	9	Существующее оборудование проанализировано.
9	9-10	Выбор оборудования.	3	1	3	10	Оборудование выбрано.
10	10-11	Разработка планировки оборудования	6	1	6	11	Планировка разработана
11	11-12	Разработка рабочих мест произ-ных участков.	8	1	8	12	Разработка рабочих мест проведена.
12	12-13	Разработка инструкций по эксплуатации оборудования	4	1	4	13	Инструкции разработаны.
13	13-14	Проведение расчета безопасности в цеху (БЖД)	7	1	7	14	Расчет БЖД проведен.
14	8-14	Фиктивная работа	0	0	0	14
15	14-15	Расчет режимов резания.	6	1	6	15	Расчет режимов резания проведен
16	15-16	Расчет норм времени выполнения операций.	6	1	6	16	Расчет норм времени проведен.
17	16-17	Расчет основных технико-экономи. показателей производства.	7	1	7	17	Расчет ТЭП проведен.
18	17-18	Выбор метода обработки	3	1	3	18	Метод обработки выбран
19	17-19	Закупка нового оборудования	10	2	5	19	Оборудование закуплено.
20	19-20	Прием оборудования и оформление док.	32	4	8	20	Оборудование выбрано и док. оформлены.
21	18-20	Фиктивная работа	0	0	0	20
22	20-21	Установка оборудования	128	8	16	21	Оборудование установлено.
23	21-22	Подвод эл. части	22	2	11	22	Подвод эл. части произведен.
24	22-23	Наладка оборудования	24	2	12	23	Наладка проведена
25	20-24	Определение необходимых характеристик для работы оборудования	6	1	6	24	Необходимые характеристики определены.
26	24-25	Разработка технологических операций.	20	1	20	25	Технологические операции разработаны.
27	25-26	Анализ эффективности внесенных изменений в базовый тех.процесс	7	1	7	26	Анализ проведен
28	26-27	Проверка разрабатываемого технологического процесса	36	3	12	27	Проверка проведена.
29	23-27	Фиктивная работа	0	0	0
30	27-28	Изготовление пробной партии.	150	10	15	28	Пробная партия изготовлена
31	28-29	Контроль качества	12	3	4	29	Документация проработана
32	29-30	Выверка и отладка	32	4	8	30	Контроль качества проведен
33	27-31	Проработка нормативной документации по безопасности работы и условий труда.	12	2	6	31	Выверка и отладка проведена.
34	30-31	Фиктивная работа	0	0	0	31
35	31-32	Сдача тех.процесса цеху	4	1	4	32	Тех.процесс сдан цеху
36	32-33	Оформление. Прием акта	4	1	4	33	Акт принят
		Итого:	608

При расчете параметров сетевого графика сначала определяется продолжительность пути, и для каждого события находятся ранний и поздний сроки совершения события.

Путем называется любая непрерывная последовательность событий и работ на сетевом графике.

В зависимости от включения в пути исходного и завершающего событий различают следующие виды путей сетевого графика:

а) Полный путь от исходного и завершающего событий; обозначается Ln (1 ч C), где 1 и С - исходное и завершающее событие.

Продолжительность (длина) пути равна арифметической сумме продолжительности работ, составляющих путь:

(4.2.)

б) Полный путь, имеющий наибольшую продолжительность, называется критическим путем. Продолжительность критического пути равна:

(4.3.)

Длина критического пути определяет сроки выполнения всего планируемого комплекса работ по данному проекту. Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответствующим образом меняет (сокращает или удлиняет) срок наступления завершающего события, т.е. дату достижения конечной цели всей разработки. В сети может быть несколько критических путей.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=168ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+3+0+6+20+7+12+15+4+8+0+4+0=160ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+3+0+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=158ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+6+20+7+12+6+4+4=153ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+5+8+16+11+12+0+6+4+4=129ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+5+8+6+20+7+12+6+4+4=135ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+16+11+12+0+15+4+8+0+4+4=140ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+6+20+7+12+6+4+4=125ч.

L=0+2+5+10+6+5+9+7+0+6+6+7+3+0+16+11+12+0+6+4+4=119ч.

L=0+2+5+10+6+5+6+3+6+8+4+7+6+6+7+5+8+6+20+7+12+15+4+8+0+4+4=174ч.

L кр. = 174ч.

Резерв времени пути определяется разницей между продолжительностью критического пути и продолжительностью данного полного пути:

(4.4.)

Он показывает на какую величину можно увеличить продолжительность работ на данном пути, не вызывая изменения продолжительности критического пути.

4.1.3 Расчет основных параметров сетевого графика

Ранний срок свершения события -- это время, необходимое для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Он характеризуется величиной наиболее длительного отрезка пути от исходного события до данного события (предшествующего пути) и может быть определен по формуле:

(4.5.)

где r -- номер работы сетевого графика, r = 1, N ;

rj -- подмножество номеров работ, которые оканчиваются событием j;

tr -- продолжительность работы г;

Tj p -- ранний срок свершения события j, последующего за работой r;

Tir p -- ранний срок свершения события г, предшествующего работе r;

С -- общее число событий сети;

N -- общее число работ сети.

Поздний срок свершения события -- это дата наиболее позднего из допустимых сроков свершения события. Поэтому увеличение позднего срока свершения события вызывает аналогичную задержку наступления завершающего события сети. Поздний срок свершения события определяется по формуле:

(4.6.)

где Ti П--поздний срок свершения события i, предшествующего работе r;

Tir П-- поздний срок свершения события j, последующего за работой r;

ri -- подмножество номеров работ, которые начинаются с события i.

Следует отметить, что:

а) для исходного события ранний и поздний сроки свершения равны:

б) Расчет ранних сроков свершения события ведется от исходного события к завершающему;

в) Расчет поздних сроков свершения событий ведется от завершающего
события к исходному;

г) ранний и поздний сроки свершения завершающего события равны продолжительности критического пути.

Резерв времени события показывает предельный промежуток времени, на который может быть задержано свершение данного события без увеличения срока завершения разработки проекта в целом. Он определяется как разность между поздним и ранним сроками свершения данного события:

(4.7.)

События критического пути не имеют резервов времени события. Если резерв времени события будет полностью использован (равен нулю), то данное событие попадает на критический путь. Несоблюдение же сроков выполнения любой работы, лежащей на критическом пути, ведет к срыву общего срока выполнения всего комплекса работ.

Характеристики события: номер события, ранний и поздний сроки свершения события и резерв времени события указываются на сетевом графике в четвертях кружка, изображающего событие.

Расчет параметров совершаемых событий приведен в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

Параметры совершаемых событий

№ события	Ранний срок свершения события	Поздний срок свершения события	Резерв
1	0	0	0
2	2	2	0
3	7	7	0
4	17	17	0
5	23	23	0
6	28	28	0
7	37	55	18
8	44	62	18
9	34	34	0
10	37	37	0
11	43	43	0
12	51	51	0
13	55	55	0
14	62	62	0
15	68	68	0
16	74	74	0
17	81	81	0
18	84	94	10
19	86	86	0
20	94	94	0
21	110	116	6
22	121	127	6
23	133	139	6
24	100	100	0
25	120	120	0
26	127	127	0
27	139	139	0
28	154	154	0
29	158	158	0
30	166	166	0
31	166	166	0
32	170	170	0
33	174	174	0

Из расчета следует, что свершение событий № 7, 8, 18, 21, 22, 23 может быть задержано соответственно на 18, 18, 10, 6, 6, 6 часов без увеличения срока завершения разработки проекта в целом.

Зная ранние и поздние сроки свершения событий, можно для любой работы определить ранние и поздние сроки начала и окончания работы:

ранний срок начала работы равен

ранний срок окончания работы равен

поздний срок начала работы равен

поздний срок окончания работы равен

Полный резерв времени работы -- это срок, на который можно передвинуть данную работу, не изменяя времени критического пути. Он определяется по формуле:

(4.8.)

Свободный (частный) резерв времени работы -- это срок, на который можно передвинуть окончание данной работы, не влияя на изменение характеристик, проходящего через эту работу пути. Он определяется по формуле:

(4.9.)

Расчет параметров выполняемых работ приведен в таблице 3.3.

Таблица 4.3.

Параметры выполняемых работ

№	Код работы	Продол-ть работ	Раннее начало	Раннее окончание	Позднее начало	Позднее окончание	Резерв полный	Резерв свободный
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1-2	2	0	2	0	2	0	0
2	2-3	5	2	7	2	7	0	0
3	3-4	10	7	17	7	17	0	0
4	4-5	6	17	23	17	23	0	0
5	5-6	5	23	28	23	28	0	0
6	6-7	9	28	37	46	55	18	0
7	7-8	7	37	44	55	62	18	0
8	6-9	6	28	34	28	34	0	0
9	9-10	3	34	37	34	37	0	0
10	10-11	6	37	43	37	43	0	0
11	11-12	8	43	51	43	51	0	0
12	12-13	4	51	55	51	55	0	0
13	13-14	7	55	62	55	62	0	0
14	8-14	0	44	44	62	62	18	18
15	14-15	6	62	68	62	68	0	0
16	15-16	6	68	74	68	74	0	0
17	16-17	7	74	81	74	81	0	0
18	17-18	3	81	84	91	94	10	0
19	17-19	5	81	86	81	86	0	0
20	19-20	8	86	94	86	94	0	0
21	18-20	0	84	84	94	94	10	10
22	20-21	16	94	110	100	116	6	0
23	21-22	11	110	121	116	127	6	0
24	22-23	12	121	133	127	139	6	0
25	20-24	6	94	100	94	100	0	0
26	24-25	20	100	120	100	120	0	0
27	25-26	7	120	127	120	127	0	0
28	26-27	12	127	139	127	139	0	0
29	23-27	0	133	133	139	139	6	6
30	27-28	15	139	154	139	154	0	0
31	28-29	4	154	158	154	158	0	0
32	29-30	8	158	166	158	166	0	0
33	27-31	6	139	145	160	166	21	0
34	30-31	0	166	166	166	166	0	0
35	31-32	4	166	170	166	170	0	0
36	32-33	4	170	174	170	174	0	0

Найденные величины полного резерва для работ № 6, 7, 14, 18, 21, 22, 23, 24, 29, 33 показывают, что на сроки 18, 18, 18, 10, 10, 6, 6, 6, 6, 21 часов соответственно можно передвинуть соответствующие работы, не изменяя времени критического пути.

Найденные величины свободного резерва для работ № 14, 21, 29 показывают, что на сроки 18, 10, 6 часов можно передвинуть окончания соответствующих работ, не влияя на изменение характеристик, проходящих через эти работы путей.

4.1.4 Составление сметы затрат на технологическую подготовку производства

В смету затрат по ТПП включаются расходы по следующим элементам:

1. Основные материалы (за вычетом отходов);

2. Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;

3. Основная заработная плата;

4. Дополнительная заработная плата;

5. Отчисления на социальное страхование;

6. Косвенные расходы.

Расчет основных элементов, входящих в смету затрат ведется в соответствии с перечнем необходимых мероприятий в соответствии с количеством предполагаемых исполнителей и трудоемкостью технологической подготовки производства.

Основные материалы

Основные материалы = цена 1кг материала • вес детали • объем пробной партии.

Основные материалы = 89,87 • 1,177 • 20 = 2115,54 руб.

При расчете затрат на заработную плату отдельно определяется основная заработная плата ИТР, служащих и рабочих, участвующих в ТПП. Предварительно необходимо определить трудоемкость работ, выполняемых соответствующими исполнителями (таблица 4.4.)

Таблица 4.4.

Трудоемкость работ

Исполнители	Трудоемкость нормо-час	Процент по итогу
Руководители и служащие	284	46%
Рабочие	324	54%
ИТОГО	608	100%

Основная заработная плата определяется по формуле:

, (4.10.)

где Ti - трудоёмкость работ, чел•час;

r - средняя часовая тарифная ставка, руб.;

i - категория исполнителя.

3О = (284•40) + (324•25) = 11360+8100 =19460,00 руб.

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

, (4.11.)

где ЗД = Основная заработная плата

Кд = 0,2.

ЗД = 19460,00 •0,2 = 3892,00 руб.

Отчисления на социальное страхование определяется по формуле:

(4.12.)

ОСС = (19460,00 + 3892,00) •0,26= 6071,52 руб.

Косвенные расходы определяются как 200% от основной заработной платы.

КР = 19460,00 •200% = 38920,00 руб.

Выполненные расчеты представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5.

Смета затрат на ТПП

№	Статьи затрат	Сумма, руб.	% к итогу
1	Основные материалы (за вычетом отходов)	2115,54	3,00%
2	Основная заработная плата	19460,00	27,62%
3	Дополнительная заработная плата	3892,00	5,52%
4	Отчисления на социальное страхование	6071,52	8,62%
5	Косвенные расходы	38920,00	55,24%
ИТОГО	70 459,06	100%

Результатом решения задачи являются параметры сетевого графика, которые позволяют определить продолжительность и количество критических путей на сетевом графике, а также резервы времени событий и работ, не лежащих на критических путях.

4.2 Расчет и сравнительный анализ основных технико-экономических показателей производства поршня автомобиля ЗИЛ-4314

Исходными данными для определения экономической эффективности от внедрения предлагаемых конструкторских и технологических решений являются показатели, которые не требуют расчета и определения по заводским данным или справочникам, а также показатели, которые были получены ранее расчетным путем.

В разрабатываемом технологическом процессе на токарной и шлифовальной операции три станка: токарный многорезцовый полуавтомат модели 1Н713 (2 шт.) и копировально-шлифовальный станок модели КШ312Н1, заменяются токарным патронно-центровым станком с ЧПУ модели 16А20Ф3 и полуавтоматом специальным для обработки поверхностей поршней модели МК6763Ф3.

Исходные данные базового и разрабатываемом ТП приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6.

Исходные данные вариантов технологии

№ п/п	Исходные показатели	Ед. изм.	Варианты
			Базовый	Новый
			модели станков
			1Н713	1Н713	КШ312Н1	16А20Ф3	МК6763Ф3
1	2	3	4	5	6	7	8
2	Годовая программа выпуска	шт.	500 000	500 000
3	Трудоемкость обработки tшт.к.:	мин.
	Токарная		0,44	0,56	-	0,52	0,84
	Шлифование		-	-	0,67
	Итого: штучно- калькуляционное время	мин.	1,67	1,36
4	Количество приспособлений	шт.	1	1	1	1	1
5	Класс точности станка		Н	Н	П	П	В
6	Габариты станка (длина х ширина)	м2	2,6х1,5	2,6х1,5	4,9х2,0	3,4х2,1	3,4х2,1
7	Площадь, занимаемая станком, S	м2	3,9	3,9	9,8	7,14	7,14
8	Установленная мощность электродвигателей Nд	кВт	19,5	19,5	15	20,4	22,5
9	Срок службы станка до капитального ремонта	лет	7,5	7,5	7,5	10	10
10	Категория сложности ремонта станка механической части (число единиц ремонтной сложности)	р.е.	13,5	13,5	14,0	18,0	18,0
	электротехнической части		16,0	16,0	15,0	23,0	23,0
11	Стоимость станка Цоб.	руб.	1350000	1350000	1750000	1800000	200000
12	Количество станков, обслуживаемых одним рабочим	шт.	1	1	1	2	2

4.2.1 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения включают следующие затраты, руб.:

, (4.13.)

где Кбо - балансовая стоимость оборудования;

Кпл - стоимость здания, занимаемого оборудованием;

Ксб - стоимость служебно-бытовых объектов;

Кпр - стоимость приспособлений, числящихся в составе основных производственных фондов предприятия;

Ктп - затраты на ТПП

Балансовая стоимость оборудования рассчитывается по формуле:

, (4.14.)

где - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу

оборудования (=1,10 - для металлорежущих станков);

m - количество операций технологического процесса;

n - количество типоразмеров оборудования, занятого выполнением i операции изготовления детали;

- оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции, руб.;

- принятое количество единиц технологического оборудования d-го типоразмера занятого выполнением i-й операции,

- коэффициент занятости технологического d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции изготовления данной детали.

Принятое количество оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции определяется по формуле:

, (4.15.)

где - норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-й

операции, мин/шт.;

-коэффициент, учитывающий выполнение норм времени -1,18);

- действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования, час;

- коэффициент загрузки оборудования. При двусменной рабате для массового производства составляет 0,6-0,75.

Coб = = 1,571 (принимается 2 станка);

Coн = = 1,97 (принимается 2 станка).

Коэффициент занятости технологического оборудования изготовлением данной детали определяется по формуле:

Кз.о.=; (4.16.)

где - годовой объем работы оборудования по выполнению операции изготовления данной детали, машино-ч/год;

- общее время работы оборудования за год, машино-ч/год;

Кз.об1. = = 1,032;

Кз.об2. = = 1,313;

Кз.об3. = = 1,571;

Кз.он1. = = 1,219;

Кз.он1. = = 1,97

Балансовая стоимость оборудования:

Кбоб== 6 507 494,26 (руб.);

Кбон== 6 748 703,66 (руб.).

Стоимость здания, занимаемого оборудованием рассчитывается по формуле:

, (4.17.)

где - средняя стоимость 1м2 общей площади здания, руб;

- габариты оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции, м2;

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-й операции;

- коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен ).

Кплб== 287 606,74 (руб.);

Кплн = = 250 506,93 (руб.).

Стоимость служебно-бытовых объектов приходящегося на одного рабочего, равно 7 м2. Стоимость служебно-бытовых объектов в расчете на 1 м2 площади составляет 3750р.

Ксбб = 7 · 3750 · (1,032+1,313+1,571) = 102810,08 (руб.);

Ксбн = 7 · 3750 · (1,219+1,97) = 83725,58 (руб.)

Базовый вариант предусматривает занятость трех рабочих, а новый вариант технологии - обслуживание двух станков одним рабочим.

Затраты на разработку программ рассчитываются по формуле:

Ктп= Sn · b, (4.18.)

где Sn - стоимость подготовки программы на одно наименование детали, руб.;

b - число наименований деталей, обрабатываемых на станке за год.

Ктпб = 0 (руб.);

Ктпн = 1· 50 = 50,00 (руб.).

В итоге расчета капитальных вложений определяется общая их сумма по формуле (4.13.)

К1 = 6507494,26 + 287606,74 + 102810,08 + 0 = 6 897 911,08 (руб.);

К2 = 6748703,66 + 250506,93 + 83725,58 + 50,00 + 70 459,06 = 7 153 445,22 (руб.)

4.2.2 Расчет себестоимости годового выпуска деталей

Себестоимость обработки деталей включает следующие статьи затрат (руб.).

, (4.19.)

где Sом - основные материалы;

Lо, Lв - заработная плата основных и вспомогательных рабочих (основная и дополнительная) соответственно;

Ао - амортизация оборудования;

Sпр - амортизация технологической оснастки и затраты на ее ремонт;

Sу - износ и содержание управляющих программ;

Sи - затраты, связанные с эксплуатацией инструмента;

Sэ - силовая и технологическая электроэнергия;

Sр - текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования;

Sру - техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ;

Апл - амортизация и содержание площади.

Расчеты себестоимости обработки детали при экономическом обосновании проводятся только по тем статьям затрат, которые изменяются в сравниваемых вариантах.

Заработная плата основных рабочих (основная и дополнительная) с отчислениями в органы социального страхования рассчитывается по формуле:

, (4.20.)

где - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения обоснованных норм (принимается равным 1,18);

-коэффициент, учитывающий проработок рабочих, принимается равным в размере 1,2-1,4;

1,512 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработанную плату и отчисления органом соцстрахования.

N - годовой выпуск деталей;

- норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-й операции, мин/шт.;

m - количество операций технологического процесса;

li - часовая тарифная ставка работы, выполняемая на i-й операции, руб;

Loб == 1 191 818,88 (руб.);

Loн = = 970 583,04 (руб.).

Заработная плата вспомогательных рабочих рассчитывается по формуле:

(4.21.)

где Ноб. - норма обслуживания, определяемая по данным предприятия;

li - часовая тарифная ставка рабочего, руб.;

Lвб = = 124 147,80 (руб.);

Lвн = = 121 322,88 (руб.).

Затраты на амортизацию оборудования определяются по формуле:

, (4.22.)

где Кбо - балансовая стоимость оборудования.

- норма амортизационных отчислений, принимаемая в размере равным 15% от балансовой стоимости оборудования.

Aoб = = 976 124,14 (руб.);

Aoн = = 1 012 305,55 (руб.);

Затраты на ремонт оборудования рассчитываются по формуле:

, (4.23.)

где , - нормативы годовых затрат на все виды ремонта (капитальный, средний, малый) осмотры и межремонтное обслуживание соответственно механической и электрической частей оборудования;

, - категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей оборудования, р.е.;

- коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования.

Spб = (474 · 13,5 + 132,0 · 16) · 1 · 1,032 + (474 · 13,5 + 132,0 · 16) · 1 · 1,313 + (474 · 14,0 + 132 · 15,0) · 1,2 · 1,571 = 36 206,65 (руб.);

Spн = (402,0 · 18,0 + 100,8 · 23) · 1,2 · 1,219 + (402,0 · 18,0 + 100,8 · 23) · 1,5 · 1,97 = 42215,72 (руб.).

Затраты на техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ принимаются по нормативам в зависимости от типа устройства в конкретном станке с ЧПУ:

Syб = 0;

Syн = 7780,00 (руб.).

Затраты на амортизацию и содержание площади определяется по формуле:

, (4.24.)



где - годовые затраты на амортизацию и содержание площади в расчете на 1 м2 площади, руб.

S - площадь участка цеха, м2;

Апл.б = 130 · (3,9 · 1,032 + 3,9 · 1,313 + 9,8 · 1,571) = 3 190,91 (руб.);

Апл.н = 130 · (7,14 · 1,219 + 7,14 · 1,97) = 2 960,54 (руб.).

Затраты и силовую и технологическую электроэнергию определяются по формуле:

, (4.25.)

где - суммарная установочная мощность электродвигателей, кВт;

-коэффициент одновременной работы электродвигателей оборудования (принимается равным 0,8);

- коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети (принимается равным 1,05);

- машинное время на операцию, час;

- стоимость 1 кВт/час электроэнергии, принимается равным 0,79 за 1 кВт/час;

- коэффициент полезного действия электродвигателей оборудования (=0,65)

Sэб = [(19,5 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,26/60 · 0,79 · 500000) + (19,5 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,37/60 · 0,79 · 500000) + (15 · 0,75 · 0,8 · 1,05 · 0,42/60 · 0,79 · 500000)] / 0,65 = 188 551,73 (руб.);

Sэн = [(20,4 · 0,6 · 0,8 · 1,05 · 0,52/60 · 0,79 · 500000) + (22,5 · 0,6 · 0,8 · 1,05 · 0,84 /60 · 0,79 · 500000] / 0,65 = 150 626,99 (руб.).

Себестоимость по изменяющимся статьям затрат по вариантам технологических процессов:

Сб = 1191818,88 + 124147,80 + 976124,14 + 36206,65 + 0 + 3190,91 + 188551,73 = 2520040,11 (руб.);

Сн = 970583,04 + 121322,88 + 1012305,55 + 42215,72 + 7780,00 + 2960,54 + 150626,99 = 2307794,72 (руб.).

Сб1 = 2520040,11 / 500000 = 5,04 (руб.);

Сн 1 = 2307794,72 / 500000 = 4,62 (руб.).

4.3 Расчет годового экономического эффекта

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

, (4.26.)

где и - приведенные затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, руб.;

С1 и С2 - себестоимость годового выпуска деталей по базовой и новой технологиям, руб.;

К1 и К2 - капитальные вложения по базовой и новой технологиям, руб.;

- коэффициент перечета себестоимости капитальных вложений по базовому варианту на годовой выпуск деталей по новому варианту

- коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (0,2)

Э = (2520040,11 + 0,2 · 6897911,08) - (2307794,72 + 0,2 · 7153445,22) = 161138,56 (руб.)

Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей определяется по формуле:



(4.27.)

Эг = (5,04 - 4,62) · 500000 = 212245,39 (руб).

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений рассчитывается по формуле:

То = (4.28.)

То = = 1,2

Полученный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (То) ниже нормативного (Тн), равного 5 годам.

4.4 Показатели эффективности вариантов технологии

Показатели экономической эффективности проектируемого варианта технологического процесса даны в таблице 4.7.

Таблица 4.7.

Показатели проектируемого варианта технологии

Наименование показателей	Ед. изм.	Технологический процесс
		Б	Н
1	2	3	4
Годовой выпуск деталей	шт.	500000	500000
Капитальные вложения, всего, в т.ч. стоимость: а) оборудования	руб.	6 897 911,08	7 153 445,22
	руб.	6 507 494,26	6 748 703,66
б) здания, занимаемого оборудованием	руб.	287 606,74	250 506,93
в) служебно-бытовых помещений	руб.	102 810,08	83 725,58
г) подготовки программ	руб.	-	50,00
Дополнительные капитальные вложения	руб.	-	70 459,06
Себестоимость годового выпуска деталей по изменяющимся элементам (статьям) затрат, всего, в т.ч.: а) заработная плата Lo, Lв	руб.	2 520 040,11	2 307 794,72
	руб.	1 191 818,88	970 538,04
	руб.	124 147,80	121 322,88
б) амортизация оборудования	руб.	976 124,14	1 012 305,55
в) ремонт оборудования	руб.	36 206,65	42 215,72
г) техническое обслуживание и ремонт устройств с ЧПУ	руб.	-	7788,00
д) амортизация и содержание площадей	руб.	3 190,91	2 960,54
е) силовая и технологическая электроэнергия	руб.	188 551,73	150 626,99
Себестоимость одной детали	руб.	5,04	4,62
Экономия от снижения себестоимости годового выпуска деталей	руб.	-	212 245,39
Годовой экономический эффект	руб.	-	161 138,56
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений	лет	-	1,2



Выводы

Проектируемый технологический процесс позволяет:

1. уменьшить производственную площадь и площадь под служебно-бытовыми объектами за счет сокращения количества оборудования и рабочих;

2. производить точную обработку деталей без использования специальных приспособлений;

3. сократить число станочников за счет выполнения всех операций по программе;

4. уменьшить трудоемкость ремонта и обслуживания оборудования за счет сокращения количества оборудования;

5. получить годовой экономический эффект в размере 161138,56 руб.;

6. окупить дополнительные капитальные вложения за 1,2 года.



5. БЕЗОПАСНОТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Анализ негативных факторов в процессе производства деталей поршень

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства.

При анализе технологического процесса следует предусмотреть влияние всех возможных опасных и вредных факторов, и в случае необходимости предусмотреть мероприятия по ограничению воздействия этих факторов, согласно перечисленным выше и другим нормативам.

С точки зрения влияния опасных и вредных факторов при работе можно выделить следующие:

? недостаточная освещённость рабочего места;

? неблагоприятные метеорологические условия;

? воздействие шума;

? воздействие электрического тока вследствие неисправности аппаратуры;

? нерациональное расположение оборудования и неправильная организация рабочего места.

В соответствии с этим важно предусмотреть следующие мероприятия по устранению или уменьшению влияния вредных факторов производства:

? создание необходимой освещённости рабочего места ;

? звукоизоляция помещения на основе расчета звукопонижения акустической изоляции;

? создание надёжного заземления аппаратуры и периодическая проверка исправности аппаратуры и заземления;

? создание системы кондиционирования воздуха для уменьшения влияния нагрева аппаратуры;

? создание и реализация научно-обоснованной планировки размещения оборудования;

? аттестация рабочих мест и их организация с учётом удобств работающего.

Причём создание необходимой освещённости и акустической изоляции рабочего места проводится на основе расчётов. Все остальные мероприятия не требуют точных количественных расчётов, а требуют лишь качественных выводов.

Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

В условиях современного производства важным фактором улучшения условий труда в целом является оптимизация количественных и качественных характеристик освещения рабочих мест.

Для создания комфортной воздушной среды в производственных помещениях применяют вентиляцию и кондиционирование воздуха, а также производят отопление помещений.

Вентиляция - это организованный воздухообмен, обеспечивающий удаление загрязненного воздуха и подачу на его место чистого. Вентиляция и кондиционирование воздуха также является основным способом нормализации параметров микроклимата в производственных помещениях.

Вентиляция может быть естественной и механической в зависимости от способа перемещения воздуха. В зависимости от объема вентилируемого помещения различают общеобменную и местную вентиляцию. Общеобменная вентиляция обеспечивает удаление воздуха из всего объема помещения. Местная вентиляция обеспечивает замену воздуха в месте его загрязнения. По способу действия различают вентиляцию приточную, вытяжную и приточно-вытяжную, а также аварийную. Аварийная предназначена для устранения загазованности помещения в аварийных ситуациях.

Независимо от типа вентиляции к ней предъявляются следующие общие требования: объем приточного воздуха должен быть равен объему вытяжного воздуха; элементы системы вентиляции должны быть правильно размещены в помещении; потоки воздуха не должны поднимать пыль и не должны вызывать переохлаждения работающих; шум от системы вентиляции не должен превышать допустимого уровня.

Механическая вентиляция распределяет воздух по всему производственному помещению. В общем случае в ее состав входят: воздухоприемное устройство, фильтр, калорифер, вентилятор и сеть воздуховодов.

Естественная вентиляция производственных помещений осуществляется под воздействием разности температур наружного и внутреннего воздуха (тепловое давление) и ветра (ветровое давление). Неорганизованная естественная вентиляция или инфильтрация или естественное проветривание - смена воздуха через неплотности конструкции здания за счет разности давления воздуха снаружи и внутри помещения. Организованная естественная вентиляция через окна и фонари называется аэрацией.

Местная вентиляция используется для удаления выделяющихся вредных веществ от источников. Она может быть вытяжной и приточной. Разновидностями вытяжной вентиляции являются: защитные кожухи, вытяжные шкафы, кабины, аспирационные устройства.



5.2 Экологические установки, применяемые в производстве при изготовлении поршня

5.2.1 Основные характеристики пылеулавливающих устройств

Защита окружающей среды от загрязнений включает, с одной стороны, специальные методы и оборудование для очистки газовых и жидких сред, переработки отходов и шламов, вторичного использования теплоты и максимального снижения теплового загрязнения. С другой стороны, для этого разрабатывают технологические процессы и оборудование, отвечающие требованиям промышленной экологии, причем технику защиты окружающей среды применяют практически на всех этапах технологий. Предлагаемые к рассмотрению методы и устройства защиты окружающей среды сгруппированы по типу очищаемой среды (газовая, жидкая, твердая, комбинированная) или вторично используемого отхода в зависимости от его характеристик.

Газообразные промышленные отходы включают в себя не вступившие в реакции газы (компоненты) исходного сырья; газообразные продукты; отработанный воздух окислительных процессов; сжатый (компрессорный) воздух для транспортировки порошковых материалов, для сушки, нагрева, охлаждения и регенерации катализаторов; для продувки осадков на фильтровальных тканях и других элементах; индивидуальные газы (аммиак, водород, диоксид серы и др.); смеси нескольких компонентов (азотоводородная смесь, аммиачно-воздушная смесь, смесь диоксида серы и фосгена); газопылевые потоки различных технологий; отходящие дымовые газы термических реакторов, топок и др., а также отходы газов, образующиеся при вентиляции рабочих мест и помещений. Кроме этого, все порошковые технологии сопровождаются интенсивным выделением газопылевых отходов. Пылеобразование происходит в процессах измельчения, классификации, смешения, сушки и транспортирования порошковых и гранулированных сыпучих материалов.

Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы.

В настоящее время методы очистки запыленных газов классифицируют на следующие группы:

I. «Сухие» механические пылеуловители.

II. Пористые фильтры.

III. Электрофильтры.

IV. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.

В данной работе для очистки вредных выбросов применяется пылеуловители 1-ой группы («сухие» механические), поэтому остановимся на них подробнее.

Механические («сухие») пылеуловители

Такие пылеуловители условно делятся на три группы:

- пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на действии силы тяжести (гравитационной силы);

- инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на действии силы инерции;

- циклоны, батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители, принцип работы которых основан на действии центробежной силы.

Пылеуловительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли (рис.5.1.).



Пылеосадительные камеры

а - полая: б - с горизонтальными полками; в, г - с вертикальными перегородками:

I - запыленный газ; II - очищенный газ; III - пыль;

1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для удаления; 4 - полки; 5 - перегородки.

Рис. 5.1.

Скорость газа в камерах составляет 0,2-1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50-150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не превышает 40-50%. Продолжительность прохождения Т(с) газами осадительной камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет:

(5.1.)

где Vk, - объем камеры, м3;

Vг- объемный расход газов, м3/с;

L - длина камеры, м; В- ширина камеры, м;

Н- высота камеры, м.

В инерционных пылеуловителях для изменения направления движения газов устанавливают перегородки (рис. 5.2). При этом наряду с силой тяжести действуют и силы инерции. Пылевые частицы, стремясь сохранить направление движения после изменения направления движения потока газов, осаждаются в бункере. Газ в инерционном аппарате поступает со скоростью 5-15 м/с. Эти аппараты отличаются от обычных пылеосадительных камер большим сопротивлением и высокой степенью очистки газа.

Инерционные пылеуловители с различными способами подачи и распределения газового потока

а - камера с перегородкой;

б - камера с расширяющимся конусом;

в - камера с заглубленным бункером.

Рис. 5.2.

Большое внимание при проектировании пневмотранспортных и других устройств пылеочистки необходимо уделять узлам отделения материала от транспортирующего воздуха - разгрузочным и пылеулавливающим устройствам (циклонам, фильтрам и т.п.). В зависимости от способа отделения материала в системах пневмотранспорта используют объемные разгрузочные устройства и центробежные циклоны. Выбор того или иного типа устройства зависит от конкретных условий работы установок и требований, предъявляемых к его работе: наибольшее значение коэффициента осаждения материала, минимальное сопротивление разгрузочного устройства, надежность в эксплуатации.

Предпочтение отдается центробежным циклонам, выполняющим одновременно и роль пылеулавливающего аппарата. Эффективность улавливания пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса, но при этом снижается их пропускная способность. Для обеспечения соответствующей производительности пневмотранспортной установки небольшие циклоны группируют в батарею. Коэффициент пылеулавливания батареи циклонов составляет 0,76-0,85 и несколько повышается с увеличением входной скорости (с 11 до 23 м/с). Использование вместо циклонов вихревых пылеуловителей обеспечивает улавливание частиц пыли размером 5-7 мкм.

Воздух после разгрузочных устройств или циклонов, насыщенный субмикронными частицами, должен направляться на доочистку в пылеуловители. При выборе типа пылеуловителя в условиях работы таких установок учитывают следующие показатели:

? степень пылеулавливания, равную отношению количества пыли, задержанной пылеуловителем, к количеству пыли, содержащейся в воздухе при его поступлении в пылеуловитель;

? сопротивление пылеуловителя, от которого зависит экономичность процесса пылеулавливания;

? габаритные размеры и масса пылеуловителя, надежность и простота его обслуживания.

Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами) очистки.

Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу (рис. 5.3.).

В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны).

Существуют батарейные циклоны. Конструктивной особенностью последних является то, что закручивание газового потока и улавливание пыли в них обеспечивается размещенными в корпусе аппарата циклонными элементами.

Ниже приведенатехническая характеристика наиболее распространенного на производстве циклона ЦН-20:

- допустимая запыленность газа, г/м3:

для слабослипающихся пылей - не более 1000;

для среднесливающихся пылей - 250;

- температура очищаемого газа, °С - не более 400;

- давление (разрежение), кПа (кг/см2) - не более 5 (500);

- коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных циклонов - 147;

для групповых циклонов - 175-182;

- эффективность очистки (от пыли dm = 20 мкм, при скорости газопылевого потока 3,5 м/с и диаметре циклона 100 мм), % - 78.



Циклон типа ЦН-20П

1 - коническая часть циклона; 2 - цилиндрическая часть циклона; 3 - винтообразная крышка; 4 - камера очищенного газа; 5 - патрубок входа запыленного газа; 6 - выхлопная труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорный пояс; 10 - пылевыпускное отверстие.

Рис. 5.3.

Для расчетов режимов и выбора марки (конструкции) циклона необходимы следующие исходные данные: количество очищаемого газа при рабочих условиях Vг, мЭ/с; плотность газа при рабочих условиях р, кг/м3; динамическая вязкость газа при рабочей температуре ?; дисперсный состав пыли, задаваемый двумя параметрами dm и lg ?r; запыленность газа С?х, г/м3; плотность частиц рч, кг/м3; требуемая эффективность очистки газа ?.



5.2.2 Исходные данные для расчета пылеулавливающих установок

Исходные данные:

1. План цеха, размещение оборудования, схема вентиляции, номенклатура оборудования.

2. Режим работы цеха, производственное задание.

3. Таблицы с удельными выбросами оборудования (твердые частицы, газы).

4. Характеристики системы вентиляции (потери давления в системе воздуховодов)

5. Нагрузочные характеристики вентиляторов, общий вид вентоборудования.

6. Методика расчета аппаратов очистки (лекции).

7. методика расчета рассеивания (методичка + программа).

8. Справочные данные по аппаратам очистки вентвыбросов.

Цех механообработки находится в Москве на территории, не прилегающей к жилой застройке.

Цех работает 8 часов в 2 смены при пятидневной рабочей неделе. В цехе обрабатываются изделия из алюминия.

Номенклатура оборудования:

Станки 1 - Токарный многорезцовый полуавтомат.

Станок 2 - Вертикально-сверлильный станок.

Станок 3,4 - Токарный патронно-центровой станок с ЧПУ.

Станок 5 - Специальный агрегатный станок.

Станок 6 - Отделочно-расточной станок.

Станок 7,8 - Полуавтомат спец. для обработки пов-тей поршней.

Станок 9- Отделочно-расточной станок.

Станок 10 - Автоматическая линия.

Станки 11 - Токарный многорезцовый полуавтомат.

Станок 12,13 - Агрегат для лужения.

Станок 14 - Установка для развертывания.

Станки 15 - Моечная машина.

Цех оборудован системой местной механической вытяжной вентиляции. Потери давления в системе воздуховодов составляют 900 Па.

Воздух рабочей зоны: (ГОСТ 12.1.005-88)

Алюминия - 1 мг/ м3,

Чугун - 6 мг/ м3,

Титана - 4 мг/ м3,

Маслопримеси - 5 мг/ м3,

Воздух населенных мест (СН 3086-84)

Алюминий, чугун, титана - 0,05 мг/ м3,

Маслопримеси - 0,1 мг/ м3.

Таблица 5.1.

Характеристики образующейся пыли

Материал	dм, мкм	lg
Алюминий	38	1,65
Чугун	35	1,50
Титана	42	1,82

Удельные выбросы станков:

- Токарные - 10 г/час;

- Вертикально-сверлильный - 16 г/час;

- Отделочно-расточные - 3 г/час.

- Токарный патронно-центровой станок с ЧПУ.- 255 г/час.

- Полуавтомат спец. для обработки пов-тей поршней. - 260 г/час.

- Автоматическая линия - 8 г/час.

- Агрегат для лужения - 235 г/час.

- Установка для развертывания - 200 г/час.

Расчет количества вредных выбросов твердых частиц ведется по формуле:

М = ? mi · Удi, (5.1.)

где mi - число станков i - го типа;

Удi - удельный выброс станка i - го типа.

Мтв = (2 · 10) + (1 · 16) + (2 · 3) + (1 · 255) + (1 · 260) + (1 · 8) + (1 · 235) + (1 · 200) = 1000 г/час.

Количество выбросов маслопримесей:

Мм = (2 · 25) + (1 · 2) + (2 · 12) + (1 · 8) + (1 · 120) + (1 · 135) = 377 г/час.

Расчет параметров системы вытяжной вентиляции

Определение потребности воздухообмена ведется по формуле:

Qр = М / ПДКврз, (5.2.)

где ПДКврз = 1 мг/м3 (для твердых частиц), ПДКврз = 5 мг/м3 (для маслопримесей)

Потребность воздухообмена для твердых частиц определяется по формуле:

Qр(т) = Мтв / ПДКврз (5.3.)

Qр(т) = 1000000 / 1 = 1000000 м3/час.

Потребность воздухообмена для маслопримесей определяется по формуле:

Qр(м) = Мм / ПДКврз (5.4.)

Qр(м) = 377000 / 5 = 75400 м3/час.

Подбор и расчет вентиляционного оборудования

На основе характеристик производительности Q=1017000 (м3/час) и потерь давления ?Р= 900 Па, выбираем вентилятор ВДН-18.

Характеристики вентилятора ВДН-18:

Частота вращения 1000 об/мин

Q =152000 м3/час

?Р = 3940 Па

W = 190 кВт

Масса без Эл.двигателя 5500 кг.

Потери давления в воздуховоде:

?Р? =3940 Па =394 кгс

Qр = 152000 м3/час.

Расчет мощности электродвигателя ведется по формуле:

W = (Qр * 1,1 * ?Р? / 3,6 * з) * 10-6 , (5.5.)

где з = 0,84 - КПД работы системы двигатель - вентилятор.

W = (152000 * 1,1 * 394) / 3,6 * 0,84 = 21,78 кВт.

Двигателю такой мощности соответствует двигатель модели 5A200M6, W=22 кВт. N=975об/мин, m=245 кг, крутящий момент к валу вентилятора передается посредством ременной передачи.

Расчет требуемой эффективности очистки выбросов от твердых частиц

Общая формула расчета коэффициента эффективности очистки выбросов:

зэф = Свх - Свых / Свх * 100%. (5.6.)

Определим требуемую эффективность очистки от твердых частиц:

зэф(ТВ) = 4 - 0,5 / 4 * 100% = 87,5 %.

Выбор, расчет и проектирование аппарата очистки

По справочным материалам выбираем оптимальный для данных условий аппарат механической (сухой) очистки - конический циклон ЦН-24. (2 циклона).

Расчет диаметра циклона:

Д = v 4Qр / р Vопт, (5.7.)

где Vопт = 4,5 м/с;

р = 3,14;

Qр =15200/3600 = 42,22 м3/с.,

(Qp/2), так как 2 циклона

Д = v 2*42,22/ 3,14*4,5 = 2,44 м.

По справочным материалам выбираем типовой циклон с диаметром Д = 2,4м.

Расчет реальной скорости газа в циклоне:

Vр = 4 Qр / р Д2, (5.8.)

Vр = 2*42,22 / 3,14 * (2,4)2 = 4,67 м/с.

Определение отклонения между оптимальной и расчетной скоростью движения газа в циклоне (отклонение не должно превышать 15 %):

?V = (Vопт - Vреал) / Vопт * 100%, (5.9.)

?V = (4,5-4,67) / 4,5 * 100% = 3,78%,

Таким образом, необходимое условие выполняется.

Проверочный расчет эффективности очистки

Определение абсолютного коэффициента эффективности очистки выбросов от твердых частиц:

з = 0,5 (1 + Ф(х)), (5.10.)

Х = Lg (dт50 / d50) / (vlg2уз + lg2уr);

d50 = dт50 v (Дm / Дmт) * (Vопт / Vреал),

где Дmт = 0,6 м; dт50 = 1,13 мкм (по таблице справочных материалов № 1.9, для циклона СН-24); lg2уз = 0,34; g2уr = 1,82.

D50 = 1,13 v (2 / 0,6) * (20 / 21,38) = 2,14 мкм.

Х = Lg (42 / 2,14) / (v (0,34)2 + lg2(1,82)) = 3,04.

По таблице справочных материалов определяем значение функции, соответствующее значению найденного Х:

Ф(Х) = 0,655,

Определяем значение абсолютного коэффициента эффективности очистки:

з = 0,5 (1 + 0,655) = 0,82

Следовательно эффективность очистки от твердых частиц газа проходящего через циклон равна

з = 82 %.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем дипломном проекте для повышения точности изготовления поршней автомобиля ЗИЛ 4314 предложен бескопирный метод обработки наружного овально-бочкообразного профиля юбки.

Более высокая точность бескопирного метода по сравнению со шлифованием, применяемом в базовом технологическом процессе, а также другими копирными методами лезвийной обработки обеспечивается в связи с отсутствием проблем, связанных с погрешностью самой копирной системы и износом ее элементом (копир, щуп и др.).

Кроме этого, более высокая точность нового технологического процесса достигается за счет обработки всех наружных поверхностей (юбка, головка, канавки под кольца) с одной установки. При этом значительно снижаются погрешности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Бескопирный метод обработки поршней обладает и другими преимуществами.

По сравнению со шлифованием:

? отсутствует шаржирование наружной поверхности абразивными зернами, приводящее к ускоренному износу зеркала цилиндра;

? имеется возможность обрабатывать поршни со сложным наружным профилем - с несколькими значениями овальности (шлифованием можно обрабатывать только простой профиль с одним значением овальности);

? имеется возможность получения поверхности с микропрофилем, что позволяет исключить операцию лужения;

? снижение затрат по утилизации отходов (стружка вместо шлифовального шлама).

По сравнению с копирными лезвийными методами обеспечивается более высокая производительность, связанной с возможностью применения более высоких скоростей резания.

По сравнению со всеми другими методами бескопирная обработка обеспечивает более высокую эффективность производства за счет:

? отсутствия затрат на изготовление трудоемких и дорогостоящих
копиров;

? возможности быстрой переналадки станка на выпуск поршней с
различным профилем наружной поверхности, что особенно эффективно в условиях серийного производства.

В предлагаемом технологическом процессе используется современные токарные станки ЧПУ и прогрессивные конструкции режущего инструмента - резцы с механическим креплением твердосплавных сменных многогранных пластин и резцы с режущими элементами из поликристаллических алмазов.

Совершенствование технологического процесс обработки поршня автомобиля ЗИЛ 4314 позволило повысить эффективность производства за счет сокращение оборудования и как следствие сокращения числа рабочих.

Годовой экономический эффект составил 161138,56 руб. и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 1,2 года.