Разработка крановой установки на базе автомобильного шасси

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, С	Температура поверхностей, С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22-24	21-25	60-40	0,1
	Iб (140-174)	21-23	20-24	60-40	0,1
	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
	IIб (233-290)	17-19	16-20	60-40	0,2
	III(более 290)	16-18	15-19	60-40	0,3
Теплый	Iа (до 139)	23-25	22-26	60-40	0,1
	Iб (140-174)	22-24	21-25	60-40	0,1
	IIа (175-232)	20-22	19-23	60-40	0,2
	IIб (233-290)	19-21	18-22	60-40	0,2
	III(более 290)	18-20	17-21	60-40	0,3

Таблица 3.2 - Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат Вт	Температура воздуха, С	Температура поверхностей, С	Относительная влажность воздуха %	Скорость движения воздуха, м/с
		диапазон ниже оптимальных величин	диапазон выше оптимальных величин			для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин не более	для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин не более
Холод-ный	Iа (до 139)	20,0-219	24,1-25,0	19,0-26,0	15-75*	01	0,1
	Iб (140-174)	19,0-20,9	23,1-240	18,0-25,0	15-75	0,1	0,2
	IIа (175-232)	17,0-18,9	21,1-23,0	16,0-24,0	15-75	0,1	0,3
	IIб (233-290)	15,0-169	19,1-22,0	14,0-23,0	15-75	0,2	0,4
	III (более 290)	13,0-15,9	18,1-21,0	12,0-22,0	15-75	0,2	04
Теплый	Iа (до 139)	210-22,9	251-28,0	20,0-29,0	15-75*	0,1	0,2
	Iб (140-174)	20,0-21,9	24,1-28,0	19,0-29,0	15-75*	0,1	0,3
	IIа (175-232)	18,0-199	22,1-270	17,0-28,0	15-75*	0,1	0,4
	IIб (233-290)	16,0-18,9	21,1-27,0	15,0-28,0	15-75*	0,2	0,5
	III (более 290)	15,0-17,9	20,1-26,0	14,0-27,0	15-75*	0,2	0,5

Характеристика отдельных категорий работ

1. Категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт).

2. К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

3. К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).

4. К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).

5. К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

6. К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Снижение неблагоприятного воздействия микроклимата достигается использованием технологических, санитарно-технических и медико-профилактических мероприятий.

В профилактике вредного влияния высоких температур инфракрасного излучения ведущая роль принадлежит техническим и технологическим мероприятиям: замена старого оборудования; внедрение новых технологий, автоматизация и механизация процессов.

К группе санитарно-технических мероприятий относятся средства локализации тепловыделений и теплоизоляции, направленные на снижение интенсивности теплового излучения и тепловыделений от оборудования, покрытие нагревающихся поверхностей, устройство вентиляционных систем. К медико-профилактическим мероприятиям относятся: организация рационального режима труда и отдыха, обеспечение питьевого режима и др.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать задержку тепла из производственных помещений, подбор рациональных режимов труда и отдыха, установление дополнительных перерывов для обогрева работников, мероприятия по повышению защитных сил организма человека, индивидуальные средства защиты.

Предельно допустимые значения производственных вибраций, нормируемые параметры установлены Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Мероприятия по предотвращению неблагоприятного влияния вибрации на организм работающих включают технические меры, введение оптимальных режимов труда, применение индивидуальных средств защиты, а также лечебно-профилактические мероприятия.

В профилактике вредного воздействия вибрации ведущая роль принадлежит техническим и организационно-техническим мероприятиям: создание новых инструментов и машин, вибрация которых не должна превышать допустимых величин; автоматизация процессов, их дистанционное управление;

Ослабление локальной вибрации и передачи вибрации на пол и сиденье достигается средствами виброизоляции и вибропоглощения, использованием пружинных и резиновых амортизаторов, прокладок и др. Для уменьшения вибрации, передаваемой на рабочие места, применяются специальные амортизирующие сиденья, площадки с пассивной пружинной изоляцией, резиновые, поролоновые и другие виброгасящие настилы.

К эксплуатации должно допускаться только исправное вибрирующее оборудование, отвечающее требованиям норм. Так, в техническом паспорте на вибрирующее оборудование должны быть указаны максимальная сила нажатия (для одноручной машины 100 Н, для двуручной -200 Н), требуемая для работы машины в паспортном режиме, и вес машины, приходящийся на обе руки работающего (не более 100 Н).

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию и сдавшие технический минимум по правилам безопасности выполнения работ.

Рабочие, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности воздействию вибрации, подлежат предварительным и периодическим медосмотрам.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия вибрации работающие должны пользоваться средствами индивидуальной защиты: перчатками, рукавицами, спецобувью согласно ГОСТ 12.010 - 75 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования» и ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются ГОСТом 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» и Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и территорий жилой застройки» /34/, а также /33/.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности /36/

Категория напряженности трудового процесса	Категория тяжести трудового процесса
	легкая физическая нагрузка	средняя физическая нагрузка	тяжелый труд 1 степени	тяжелый труд 2 степени	тяжелый труд 3 степени
Напряженность легкой степени	80	80	75	75	75
Напряженность средней степени	70	70	65	65	65
Напряженный труд 1 степени	60	60	-	-	-
Напряженный труд 2 степени	50	50	-	-	-

Основные мероприятия по борьбе с шумом - это технические мероприятия, которые проводятся по трем направлениям:

- устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

- ослабление шума на путях передачи;

- непосредственная защита работающих.

Средства и методы защиты от шума подразделяются на:

- акустические;

- архитектурно-планировочные;

- организационно-технические.

К акустическим средствам относятся: звукоизоляция, например звукоизолирующие ограждения зданий и помещений, кожухи, кабины, экраны, выгородки; средства звукопоглощения - звукопоглощающие облицовки, объемные (штучные) поглотители звука.

К архитектурно-планировочным методам защиты от шума относятся: рациональное размещение технологического оборудования, рабочих мест.

К организационно-техническим методам защиты от шума относятся: применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц.

В тех случаях, когда перечисленные методы не обеспечивают необходимого снижения шума, применяют средства индивидуальной защиты (антифоны, заглушки и др.).

3.3 Пожарная безопасность

3.3.1 Категория пожаровзрывоопасности производства, обоснование

Пожарная безопасность является составной частью общей безопасности производственных объектов /28/. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов -- совокупность свойств, характеризующих их способность к образованию горючей (пожароопасной или взрывоопасной) среды, характеризуемая их физико-химическими свойствами и (или) поведением в условиях пожара. Следствием горения, в зависимости от его скорости и условий протекания, могут быть пожар (диффузионное горение) или взрыв (дефлаграционное горение предварительно перемешанной смеси горючего с окислителем) /29,30/.

3.3.2 Возможные причины загораний

Причинами пожара, воздействующими на людей и материальные ценности, в данном случае могутбыть:

- пламя и искры на площадке при производстве ремонтных работ;

- электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части аппаратов и конструкций;

-течь (подтекание) гидравлической жидкости по уплотнениям, соединениям трубопроводов и т.п.

3.3.3 Мероприятия по предупреждению загораний

Пожарная безопасность объекта в общем случае должна обеспечиваться:

- системами предотвращения пожара (СПП);

- системой противопожарной защиты (СПЗ);

- организационно-техническими мероприятиями (ОТМ).

Предупреждение загораний на месте работы разрабатываемой машины предполагается обеспечивать применением следующих мер, способов или их комбинаций:

- не курить, не допускать использование открытого огня при заправке емкостей горючим и смазочными маслами, а также контрольных осмотрах топливных емкостей и двигателя внутреннего сгорания; пролитое во время заправки горючее удалять;

- не допускать хранения в кабине крана бензина, керосина, эмалевых красок и других легковоспламеняющихся жидкостей, а также пустой тары из-под них;

- не допускать использования проводов с поврежденной изоляцией;

- следить за исправностью двигателя внутреннего сгорания, топливного бака и топливопроводов, не допуская скопления грязи;

- хранить использованные обтирочные материалы в специальном металлическом ящике, не допуская засорения ими кабины крана, монтажной площадки;

- не допускать разведения костров у крана;

- не допускать перегрева электроаппаратуры, немедленно прекращая работу при появлении запаха гари или дыма;

- не применять для ремонта в кабине крана паяльные лампы и другие устройства с открытым пламенем;

- иметь на каждом кране огнетушитель.

Если кран не оборудован предпусковым подогревателем, для подогрева дизеля при запуске зимой следует в радиатор запивать горячую воду, а в картер - подогретое масло. Применять для этого открытый огонь запрещается.

Производить в кабине крана (обязательно неработающего) сварочные, паяльные и другие работы, связанные с появлением искр и пламени, допускается в исключительных случаях, когда эти работы нельзя выполнить снаружи.

При возникновении пожара крановщик обязан немедленно приступить к его тушению, отключив прежде всего рубильник в кабине /35/. Одновременно другие обслуживающие кран лица (стропальщики, лицо, ответственное за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами, и другие) должны выключить рубильник в будке перед гибким кабелем (при питании крана от сети) и известить пожарную команду. При пожаре на кране с двигателем внутреннего сгорания необходимо, как можно быстрее, перекрыть подачу топлива из бака.

3.3.4 Средства пожаротушения

3.3.5 Первичные средства пожаротушения

К первичным средствам пожаротушения относятся:

- огнетушители;

- пожарные краны (автономные системы пожаротушения);

- пожарные щиты (укомплектованные в соответствии с ведомственными правилами пожарной безопасности);

- ящики с песком (сухой землей, негорючими солями);

- кошмы;

- емкости с водой.

Наиболее распространенными в практике являются огнетушители, пожарные краны и пожарные щиты.

Огнетушители применяются 4-х типов: водные (ОВ, ОВП); углекислотные (ОУ); порошковые (ОП) и хладоновые (ОХ). Они подразделяются на переносные (массой до 20 кг) и транспортируемые (массой более 20 кг). В зависимости от вида и количества огнетушащего вещества время действия переносных огнетушителей составляет от 20-25с до 45-70 с, поэтому приведение их в рабочее состояние необходимо только у очага возгорания с учетом наличия сетей и электрооборудования под электрическим напряжением. Водные огнетушители нельзя применять для тушения установок под напряжением. Наименьший ущерб при тушении наносят хладоновые огнетушители, их применяют для тушения возгораний в музеях и дорогого оборудования и объектов. Незначительный ущерб от тушения при применении углекислотных огнетушителей. Наиболее распространены в практике порошковые и углекислотные огнетушители.

Пожарные краны (ПК) комплектуются пожарным рукавом с насадкой или без такового. Перед приведением ПК в рабочее состояние необходимо раскатать пожарный рукав в сторону очага возгорания, подсоединить рукав к пожарному гидранту и только после этого открыть вентиль. При работе проектируемой машины предполагается использовать углекислотные и порошковые огнетушители, поскольку кран может иметь привод от генератора.

3.3.6 Противопожарное водоснабжение

Противопожарное водоснабжение - это совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей для тушения пожара. Проблема противопожарного водоснабжения одна из основных в области пожарного дела. Современные системы водоснабжения представляют собой сложные инженерные сооружения и устройства, обеспечивающие надежную подачу воды потребителям. Основные противопожарные требования предусматривают необходимость поступления нормативных объемов воды под определенным напором в течение расчетного времени тушения пожаров. Основные противопожарные требования предусматривают необходимость поступления нормативных объемов воды под определенным напором в течение расчетного времени тушения пожаров. При эксплуатации разрабатываемой машины в случае пожара предполагается использование хозяйственно-питьевых водопроводов, а при отсутствии городского водопровода тушение подразделениями пожарной охраны из пожарных стволов цистерн.

3.3.7 Автоматическая система пожарной сигнализации и автоматическая система пожаротушения

Автоматическая система пожарной сигнализации - совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения пожара, обработки, передачи в заданном виде извещения о пожаре, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и включение исполнительных установок систем противодымной защиты, технологического и инженерного оборудования, а также других устройств противопожарной защиты. Оснащение автоматической системой пожарной сигнализации и автоматической системой пожаротушения разрабатываемой в проекте машины не предусматривается.

3.3.8 Организация эвакуации

В зданиях и сооружениях (кроме жилых домов) при единовременном нахождении на этаже более 10 человек должна быть предусмотрена система оповещения людей при пожаре и должны быть разработаны и вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара. В данном проекте разрабатываемую крановую установку предполагается эксплуатировать на площадках, находящихся на открытом воздухе, в связи с чем специально планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара не разрабатываются, а действие крановщика в аварийных ситуациях, в том числе и при пожаре, приводятся в производственной инструкции крановщика, выдаваемой ему под роспись. Своевременное сообщение о пожаре руководству и дежурным службам объекта после сообщения в службу «01» следует также считать необходимым условием организации эффективных действий по спасанию людей и тушению пожара до прибытия подразделений пожарной охраны.

3.4 Применение устройств для установки разрабатываемого крана при работе на слабых грунтах и основаниях

Поскольку в проекте разрабатывается крановая установка для работы на слабых основаниях, причем продолжительное (от нескольких часов до нескольких дней) время, то под опорную часть крановой установки рекомендуется подкладывать инвентарные переносные железобетонные плиты, металлические, деревянные или деревометаллические щиты и плиты.

Основанием под щиты или плиты может служить спланированная поверхность местного или насыпного грунта или местный грунт, покрытый выравнивающим слоем из песка, шлака и других материалов толщиной 5 - 8 см. При очень слабом верхнем грунтовом слое (прочность менее 0,1 - 0,2 МПа, толщина 15 - 20 см) рекомендуется укладывать щиты (плиты) на местный грунт, улучшенный путем добавки и перемешивания с ним песка, гравия, гальки, щебня на глубину 12 - 15 см. Такие подстилающие устройства различных конструкций, показанные на рисунках 3.1 и 3.2, широко используются при установке на слабых грунтах гусеничных и пневмоколесных кранов большой грузоподъемности.

Рисунок 3.1 - Подстилающие устройства под края гусениц



Рисунок 3.2 - Подстилающие устройства под гусеницы

Под крановую установку можно подкладывать инвентарные деревометаллические рамы (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Инвентарные деревометаллические рамы

Кроме этого, рекомендуются инвентарные подкрановые щиты конструкции ВНИИмонтажспецстроя (рисунок 3.4,а).

Рисунок 3.4.- Инвентарные подкрановые щиты (а) и подстилающие плиты (б)

Щит состоит из рамы, сваренной из труб диаметром 219 мм, покрытой, с обеих сторон стальными листами толщиной 6 мм - 10 мм (большие значения для большей грузоподъемности). К раме приварен наклонный участок для захода рамы крановой установки.

Для кранов малой грузоподъемности можно применять инвентарные подстилающие плиты конструкции ВНИИмонтажспецстроя (рисунок 3.4, б). Плита сварена из швеллеров № 20, сверху и снизу покрыта стальными листами толщиной 6 мм. Масса щита 2,5 - 2,8 т, плиты - 0,4 т.

При эксплуатации одной крановой установки требуется комплект из двух щитов или из 12 - 14 плит. В качестве подстилающих устройств под крановую установку можно использовать щиты из бревен. Такие щиты, чтобы обеспечить работу бревен как единого целого, должны иметь сквозные болтовые соединения (рисунок 3.1).

4. Разработка технологического процесса изготовления тормозного шкива

4.1 Служебное назначение изделия

Шкив тормозной изготовленный из стали 45Л предназначен для передачи вращения и торможения вращения.

Шкив является телом вращения диаметром 200мм с отверстием ?30 H7 для установки шкива на вал редуктора. Имеется паз шпоночный для передачи крутящего момента , так же в шкиве есть технологические отверстия для крепления по 11 квалитету /39/.

4.1.1 Материал детали и его свойства

Материал данной детали сталь 45Л ГОСТ 977-75

Среднеуглеродистая, качественная, конструкционная.

Химический состав стали 45л:

C=0,45%, Si=0,35%, Mn=0.8%, P=0,04%, Cr=0,25%, S=0,04%, Ni=0,25%.

Временное сопротивление (предел прочности при разрыве) ?_в=550 мПа

Предел прочности при изгибе ?_и= 320 мПа

4.2 Определение типа производства

На данном этапе проектирования тип производства определяется ориентировачно из программы выпуска N= 2000 шт. и массы детали m=27.5 кг.

Тип производства является серийным /38/.

4.3 Анализ детали на технологичность

В процессе проектирования любая конструкция (машина, узел, деталь) должна быть самым тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа, выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции. Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.

Деталь - шкив рисунок 4.1, цилиндрическая наружная поверхность которого обрабатывается сквозным проходом, что удобно. Отверстия проходные ,что так же удобно. Для удешевления изготовления шкива его необходимо изготовить литым с необходимыми припусками на обработку с применением стержней. /40/.

Рисунок 4.1 - Шкив

4.4 Выбор заготовки

Выбор заготовки обуславливается несколькими факторами. Иногда высокая стоимость получения самой заготовки компенсируется за счет уменьшения средств на механическую обработку, поэтому при выборе заготовки следует учесть не только те расходы, которые приходятся на получение самой заготовки, но и стоимость механической обработки.

Рациональный метод получения заготовки позволяет установить оптимальные припуски и наименьшую стоимость детали.

Выбор заготовки принимается на основании расчета технологической стоимости детали по двум наиболее подходящим для данной детали способам получения заготовки: первый - литьё в песчаные формы и второй - литьё в кокиль.

Рассчитывается стоимость получения заготовки методом штамповки.

Полная стоимость готовой детали S_i , руб., рассчитывается по формуле /38/:

S_i =S_заг+S_мех ,

где S_заг - стоимость получения заготовки, руб;

S_мех - стоимость механической обработки, руб.

Стоимость получения заготовки S_заг рассчитывается по зависимости:

где С_i - базовая стоимость одной тонны заготовок, для литья в песчаную форму С_шт= 41 тыс. руб4

т_заг. - масса заготовки, кг;

k_т =1,05 - коэффициент, зависящий от класса точности заготовки;

k_c =0,69 - коэффициент сложности;

k_в =0,83 - коэффициент, зависящий от массы;

k_м =1 - коэффициент, зависящий от материала детали;

k_п =1,06 - коэффициент, зависящий от программы выпуска;

т_отх - масса отходов, кг;

С_отх =2,6 тыс. руб./т - стоимость одной тонны отходов.

Масса заготовки т_заг. определяется по формуле:

где т_дет. =27,5 кг - масса детали, определена исходя из чертежа детали;

k_исп. = 0,74 - коэффициент использования материала.

кг.

Масса отходов т_отх. рассчитывается по формуле:

т_отх.=т_заг.-т_дет..

При подстановке численных значений получается:

т_отх. =37,2-27,5=9,7 кг.

Таким образом, стоимость заготовки равна:

руб.

Стоимость механической обработки детали, по первому варианту S_мех., руб., рассчитывается по зависимости:

где 1,34 - коэффициент отчислений на социальное страхование;

=2,25 - коэффициент, учитывающий тип производства, общие накладные расходы, выраженные в долях зарплаты;

Z_з =100 руб./час- тарифная часовая ставка рабочего 3^го разряда.

S_эксп =40 руб/час - стоимость одного часа использования базового станка;

t_шт - суммарное время полной обработки заготовки, мин.

Суммарное время полной обработки детали t_шт рассчитывается по формуле:

где А и n - коэффициенты, зависящие от конфигурации детали:

А =0,48; n =0,5;

N -количество деталей в партии, N =2000 штук.

Суммарное время полной обработки детали t_шт , равно:

мин.

Следовательно, стоимость механической обработки детали, будет равна:

руб.

Таким образом, технологическая себестоимость готовой детали при изготовлении методом литья в землю, будет равна /38/:

S_i =946,97 +641,592 =1588,56 руб.

Рассчитывается стоимость получения заготовки методом литья в кокиль.

Полная стоимость готовой детали S_i , руб., рассчитывается по формуле:

S_i =S_заг+S_мех,

где S_заг - стоимость получения заготовки, руб;

S_мех - стоимость механической обработки, руб.

Стоимость получения заготовки S_заг рассчитывается по зависимости:

где С_i - базовая стоимость одной тонны заготовок, для литья в кокиль С_шт= 38,6 тыс. руб.;

т_заг. - масса заготовки, кг;

k_т =1,05 - коэффициент, зависящий от класса точности заготовки;

k_c =0,69 - коэффициент сложности;

k_в =0,83 - коэффициент, зависящий от массы;

k_м =1 - коэффициент, зависящий от материала детали;

k_п =1,06 - коэффициент, зависящий от программы выпуска;

т_отх = 3,9- масса отходов, кг;

С_отх =2,6 тыс. руб./т - стоимость одной тонны отходов.

Масса заготовки т_заг. определяется по формуле:

где т_дет. =27,5 кг - масса детали, определена исходя из чертежа детали;

k_исп. = 0,875 - коэффициент использования материала.

кг.

Масса отходов т_отх. рассчитывается по формуле:

т_отх.=т_заг.-т_дет..

При подстановке численных значений получается:

т_отх. =31,4-27,5=3,9 кг.

Таким образом, стоимость заготовки равна:

руб.

Стоимость механической обработки детали, по втором варианту S_мех., руб., рассчитывается по зависимости:



где 1,34 - коэффициент отчислений на социальное страхование;

=2,25 - коэффициент, учитывающий тип производства, общие накладные расходы, выраженные в долях зарплаты;

Z_з =100 руб./час - тарифная часовая ставка рабочего 3^го разряда.

S_эксп=40 руб/час - стоимость одного часа использования базового станка;

t_шт - суммарное время полной обработки заготовки, мин.

Суммарное время полной обработки детали t_шт рассчитывается по формуле:

где А и n - коэффициенты, зависящие от конфигурации детали:

А =0,48; n =0,5;

N -количество деталей в партии, N =2000 штук.

Суммарное время полной обработки детали t_шт , равно:

мин.

Следовательно, стоимость механической обработки детали, будет равна:

 руб.

Таким образом, технологическая себестоимость готовой детали при изготовлении методом штамповки, будет равна:

S_i =718,7 +589,46 =1308,16 руб.

Результаты расчетов и значения коэффициентов представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты расчетов

Показатели	Кокиль	Песч. форму
Стоимость тонны заготовок, Сi , тыс. руб.	38,6	41
Стоимость тонны стружки, Сотх , тыс. руб.	2,6	2,6
Коэффициенты: - точности заготовки kт	1,05	1,05
- сложности kс	0,69	0,69
- массы kв	0,83	0,83
- материала kм	1	1
- программы выпуска kп	1,06	1,06
Масса - заготовки, тзаг ,кг	31,4	37,2
- отходов, тотх ,кг	3,9	9,7
Стоимость заготовки, Sзаг , руб.	718,7	946,97
Стоимость обработки, Sмех , руб.	589,46	641,592
Стоимость детали, Si , руб.	1308,16	1588,56

Исходя из полученной стоимости изделия, делаем вывод, что в данном случае дешевле будет использовать заготовки изготовленные литьём в кокиль.

4.5 Назначение маршрута обработки (выбор из двух вариантов)

Сравниваются два варианта маршрута обработки заготовки. Первый будет выполнен на станках с ручным управлением, второй на станке с числовым программным управлением (ЧПУ) /42/. Оборудование, применяемое для двух вариантов, приведено в таблице 4.2 .

Таблица 4.2 - Оборудование, применяемое при обработке заготовки

Первый вариант (РУ)	Второй вариант (ЧПУ)
Операция	Станок	Приспособление	Операция	Станок	Приспособление
005 Литьё в кокиль			005 Литьё в кокиль
010 Токарно-винторезная	16К20	Патрон 3х кулачковый	010 Токарно-винторезная с ЧПУ	16К20Ф3-с5	Патрон
015 Вертикально-сверлильная	2Н125л	УДГ	015 Вертикально-сверлильная	2Н118Ф2	Тиски самоуст
020 Протяжная	7Б64	Опора самоустанав.	020 Протяжная	7Б64	Опора самоустанав.
025 Термическая закалка ТВЧ	ЛВ-2-67л	Индуктор	025 Термическая закалка ТВЧ	ЛВ-2-67л	Индуктор
030 Круглошлиф.	3М152	Оправка	030 Круглошлиф. С ЧПУ	3М151Ф2	Оправка

Характеристики принятого оборудования, приведены в таблице 4.3.

Таким образом, при выполнении основной операции механической обработки выгоднее использовать станок с РУ.

Таблица 4.3 - Характеристика оборудования

Станки	Габариты станка (Д * Ш), м	Мощность, кВт	Стоимость, руб.
16К20	2,5 * 1,19	10	58650
12Н125Л	0,77 * 0,78	1,5	11960
7Б64	0,875 * 1,35	11	106260
ЛВ-2-67Л	1,5 * 2,9		45660
3М152	4,9 * 2,3	10	142140

4.6 Расчёт режимов резания

Расчет режима резания производится для чернового точения рабочей поверхности шкива.. Глубину резания определим как /41/.

мм.

Подача выбирается по известной глубине резания S =0,8 мм/об

Расчет скорости резания V, м/мин производится по формуле:

,

где C_V =280 - коэффициент, зависящий от материала детали и режущей части резца;

Т =60 мин - стойкость резца;

т, x, y - показатели степени, т =0,2, x =0,15 y =0,45.

К_V - поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент К_V определяется по формуле:

К_V =K_mv K_пv K_иv ,

где K_mv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_пv =0,8 - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки;

K_uv =1 - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала K_mv рассчитывается по зависимости:

,

где n_V =0,9 - показатель степени.

;

К_V =1,320,81=1,06

Таким образом, скорость резания:

.м/мин.

Расчетная скорость резания равна:

. м/мин

Частота вращения детали n, об/мин, рассчитывается по зависимости:

где d =200 мм - диаметр обрабатываемой поверхности.

об/мин.

На основании возможных частот вращения поддерживаемых станком фактическая частота вращения принимается n_Ф =200 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна:

об/мин.

Сила резания Р_z рассчитываются по формуле:

Р_z =10C_Р t ^XS ^YK_Р ,

где С_Р =300 безразмерный коэффициент;

x =1,0, y =0,75 - показатели степеней;

К_Р - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания (/4/ стр. 261 табл. 9, 10, 230;)

H.

Мощность резания N_Р , кВт, рассчитывается по формуле

кВт.

Полученная мощность меньше мощности станка N=10 кВт, что делает возможным его применение для обработки данной детали.

4.7 Нормирование операций

В единичном производстве определяется норма штучно калькуляционного времени /38/:

где Т_П-З - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в настроечной партии, шт.;

Т_шт - норма штучного времени, определяемая по формуле,

Т_шт =Т_о +Т_в +Т_об +Т_от ,

где Т_о - основное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время на обслуживание рабочего места, мин;

Т_от - время перерывов на отдых и личные нужды, мин.

Основное время Т_о определяется по формуле:

где n_Ф - число оборотов станка, об/мин;

S -подача, мм/об;

L = l_дет + l_врез + l_переб ,

где l_дет =95 - длина детали по эскизу, мм;

l_врез =5 - длина врезания инструмента, мм;

l_переб =5 - длина перебега инструмента, мм,

шт.

L = 5+95+5=105 мм,

мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в = Т_ус +Т_зо +Т_уп +Т_из ,

где Т_ус +Т_зо =0,08 - время на установку, закрепление, открепление и снятие детали;

Т_вкл =0,07- время на включение станка кнопкой;

Т_уп =0,01+0,025+0,04 время на приемы управления, мин;

Т_из =0,12 - время на измерение детали, мин;

Т_в =0,08+0,01+0,025+0,04+0,12=0,275 мин.

Т_об-принимается в процентах от оперативного времени (6,5% от ),мин

мин;

Т_об =0,065 =0,935 * 0,065 =0,06 мин;

Т_шт =+ Т_об =1.025+0,07=0,99 мин.

Таким образом, штучно-калькуляционное время определяется как

мин.

5. Экономическое обоснование предлагаемого крана

В представленной работе приводится экономическое обоснование проектируемого передвижного грузоподъёмного крана.

5.1 Расчет эксплуатационных затрат

Расчет эксплуатационных затрат производим параллельно для проектируемого передвижного грузоподъёмного крана и для автокрана УГЛИЧ КС-45726-4 на базе шасси КАМАЗ-53605А3. Стоимость его =3600000 рублей. Эксплуатационные затраты сравниваемых машин отличаются амортизационными отчислениями, так как их первоначальные стоимости различны.

Общий фонд заработной платы состоит из основного и дополнительного , руб., рассчитывается по формуле:

,

где - основной фонд заработной платы, руб.;

- дополнительный фонд заработной платы, руб.

Основной фонд заработной платы , руб., определяется по формуле:

,

где = 170 руб./ч - часовая тарифная ставка;

=8 ч - продолжительность смены;

=1 чел - количество рабочих обслуживающих кран;

=30% - поясной коэффициент;

=25% - коэффициент за выслугу лет;

=20% - коэффициент премиальных выплат;

=5% - коэффициент прочих доплат.

Откуда

руб.

Дополнительный фонд планируется в процентах к основному фонду зарплаты, в соответствии с длительностью отпуска для каждой категории работников с учетом прочих выплат дополнительной зарплаты и рассчитывается по формуле:

,

где - процент дополнительной зарплаты,

,

где Д0=31 - дни отпуска моториста;

Дк=365 - календарный фонд работы;

ДП.В=114 - дни праздников и выходных (на 2011 год).

Следовательно:

;

руб.;

руб.

Начисления на зарплату моториста составляют:

руб.

Амортизационные отчисления на полное восстановление, АП руб., рассчитывается по зависимости:

,

где SП» = 3000000 тыс. руб. - стоимость проектируемой крановой установки;

SП» = 3600000 тыс. руб. - стоимость автокрана КС-45726-4;

=10% - норма амортизации;

Tгод = 200 - количество смен работы в году

Таким образом, амортизационные отчисления для эталонного крана:

тыс. руб.

Для проектируемого крана:

тыс. руб.

Затраты на проведение всех видов ремонтов, включая капитальный, состоят из зарплаты ремонтных рабочих, стоимости запчастей и материалов. Зарплата определяется исходя из трудоемкости ремонтов и тарифной ставки рабочих, с учетом всех оплат. Средняя трудоемкость определяется по формуле:

 ,

где - трудоемкость различных видов ремонтов, чел-ч. (ТО-1 - 1 чел-ч., ТО-2 - 4 чел-ч., текущий ремонт - 120 чел-ч., капитальный ремонт - 480 чел-ч. /29/); - количество соответствующих видов ремонта, ед. (ТО-1 - 66 ед., ТО-2 - 16 ед., Текущий - 6 ед., Капитальный - 1 ед. =4320 ч. - ремонтный цикл.

чел-ч.

Общий фонд зарплаты ремонтным рабочим определяется по зависимости:

.

Подставив численные значения, получим:

руб.

Начисления на зарплату составляют 26% - отчисления на строхования:

.

Общие затраты на провидение всех ремонтов, , запчастей, смазочных и обтирочных материалов, определяются с учетом коэффициента к зарплате ремонтных рабочих по формуле:

,,

где - общий фонд зарплаты ремонтных рабочих, руб.;

=1,35 - коэффициент к зарплате /6/.

Следовательно:

руб.

Накладные расходы для всех дорожно-строительных машин принимается в размере 25% от зарплаты машиниста и 10% от прочих прямых затрат по формуле:

,

где Фобщ - общий фонд зарплаты на эксплуатацию машины;

Зобщ- общие затраты на эксплуатацию.

По результатам расчетов в таблице 5.1 представлена калькуляция себестоимости для проекта и существующего комплекта машин.

Таблица 5.1 - Калькуляция себестоимости машино-смены

Статья затрат	Обозначение	автокрана КС-45726-4	Проектируемый кран
		сумма, руб.	сумма, руб.
Зарплата моториста		388,5	388,5
Начисления на зарплату		827,4	827,4
Амортизация		1800	1500
Техобслуживание и ремонт		524,5	524,5
Накладные расходы		529,7	529,7
Всего		4069,4	3769,4

5.2 Расчет экономических показателей

Себестоимость единицы работ, выполняемых краном, определяется по формуле, руб:

,

где Пэ.см. - сменная эксплуатационная производительность машины, т/маш-см.

Следовательно, для эталона:

руб/см.

для проектируемой машины:

руб/см.

Удельные капитальные вложения на единицу годовой производительности

,

где Цот - стоимость автокрана, 3000000 руб. - проектируемого и 3600000 руб. - автокрана КС-45726-4;

Пэ.год. - годовая эксплуатационная производительность, 20000 т/год - для проектируемой машины и 15000 т/год - для эталона..

Следовательно

руб./т;

руб./т.

Величины Куд. и Сед. являются составляющими приведенных затрат на единицу работ, определяемых по следующей формуле, (руб./т),

,

где Ен =0,14 - ставка рефинансирования ЦБ.

Тогда

руб./т;

руб./т.

Так как приведенные затраты автокрана КС-45726-4 превышают приведенные затраты проектируемого передвижного грузоподъёмного крана, то можно сделать вывод о целесообразности реализации проекта.

Чистый дисконтированный доход (далее ЧДД), (тыс. руб.), определ

,

где =10 лет - срок службы машины;

- выручка от работы проектируемой машины, руб.;

Зt- затраты, руб.;

=8% - норма дисконта равная ставке рефинансирования центрального банка.

Выручку определяем с учетом запланированной прибыли 30% и с учетом НДС 18% по формуле

,

где количество смен в году.

На реализацию проекта было инвестировано =3000000 рублей.

Эксплуатационные затраты , и выручка от применения проектируемой машины представлены в таблице 5,2.

Таблица 5.2 - Расчет чистого дисконтированного дохода

Срок службы, годы	Выручка Rt, руб.	Затраты, руб.	Прибыль Rt - Зt. руб.	Коэффициент дисконта	ЧДД, руб.
		Капитальные вложения, Кt тыс. руб.	Эксплуатационные, Зt руб.
0	-	3000000	-	-	1,00	3000000
1	1095010,56	-	845000	250010,56	0,88	220009,328
2	1204511,616	-	929500	275011,616	0,77	211758,9443
3	1324962,778	-	1022450	302512,77	0,67	202683,5615
4	1457745,056	-	1124695	333050,06	0,59	196499,5354
5	1603519,506	-	1237164,5	366355,00	0,52	190504,6031
6	1763871,457	-	1360880,9	402990,50	0,45	181345,7282
7	1940258,603	-	1496969,0	443289,5	0,40	177315,8232
8	2134284,463	-	1646665,9	487618,513	0,35	170666,479
9	2347712,909	-	1811332,54	536380,36	0,31	166277,9128
110	2582484,2	-	1992465,8	590018,23	0,27	72900,044
Итого	17454361,15	3000000	1104994,7	3667219,5	-	2442121,659

Период окупаемости проектируемой крановой установки Ток,, определяется по таблице 5.1 и равен примерно 2,5 года.

Индекс рентабельности представляет собой отношение суммы приведенных эффектов к величине капиталовложений:

,

где - затраты на i-ом шаге без учета капитальных вложений, тыс. руб.

Так как ИР равен 2,5, что больше единицы, то проект эффективен.