При частотном управлении для стабилизации магнитного потока необходимо соблюдать закон (U₁ - I_{1 *} R₁)/f₁ = const. Для обеспечения данного условия необходимо, чтобы одновременно изменялись U₁ и I₁. Рассчитаем ток и напряжение, необходимые для стабилизации магнитного потока при различных частотах управления по формулам:

Ток статора

Уравнение механической характеристики в системе привода АД с IR-компенсацией

Механические характеристики в системе привода АД с IR-компенсацией при изменении частоты управления показаны на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 Механические характеристики АД в системе привода с IR-компенсацией

8. Технологический процесс изготовления силового шкафа

Размеры изготовляемого шкафа 9307001900 мм (с учетом рым-болтов 9307002000 мм).

Основным материалами для изготовления шкафа являются листовая сталь БСтЗпс ГОСТ 16523-70 толщиной 2 мм, стальные уголки размером 63634 ГОСТ 8509-72.

Перечень деталей, входящих в состав шкафа, представлен в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Перечень деталей

Стойки изготавливаются без чертежей по размеру 63634 l=1900 мм. Растяжки ( поз. 2) размером 63634 длиной l=804мм и растяжки (поз. 3) размером 63634 длиной l=534мм выполняются без чертежа. Растяжки (поз. 4) размером 63634 длиной l=922мм и растяжки (поз.5) размером 63634 длиной l=922мм изготавливаются по одному чертежу выполняются по одному чертежу (рис. 8.1) причем растяжки (поз.4) выполняются без обозначенных на чертеже отверстий. Растяжки (поз.6) размером 63634 длиной l=652мм изготавливаются по чертежу (рис. 8.2).

Растяжки и стойки свариваются между собой электродуговой сваркой, образуя остов силового шкафа. (рис. 8.6). После сварки сварные швы зачищаются от шлака и брызг металла шлифовальной машиной для плотного прилегания металлического листа в последующих операциях.

В соответствии с размерами деталей по чертежу производится разметка каждой детали шкафа на стальном листе толщиной 2 мм. После нанесения размеров лист на гильотинных ножницах разрезается на детали.

Кромки боковых, передних и задних панелей зачищаются шлифовальной машиной по контуру.

С четырех углов панели верхней отрезным кругом производится вырезка квадратов размером 6060мм. Затем кромки панели верхней зачищаются шлифовальной машиной по контуру.

На развертке производится вырезка уголков отрезным кругом. Затем кромки двери зачищаются шлифовальной машиной по контуру. После чего размечаются линии гиба и на кромкогибочной машине гнут дверь. На листе дна размечается окно размером 200300мм. Затем окно вырезается отрезным кругом. После чего кромки по контуру (рис. 8.3) зачищаются на шлифовальной машине.

К остову силового шкафа привариваются электродуговой сваркой все панели и дно короткими швами (50/100)

Петля изготавливается из стержня (рис. 8.4) и втулки (рис. 8.5). Втулка приваривается к каркасу шкафа, а стержень к двери.

Окончательной сварочной операцией является присоединение крепления двери к каркасу.

Все сварные швы зачищаются шлифовальной машинкой. Шлифовка производится вручную.

После шлифовки конструкция шкафа обезжиривается, обтирается хлопчатобумажной тканью и в течение 20 минут выдерживается на воздухе.

Подготовленный таким образом шкаф грунтуется наложением ровного слоя грунта, после чего конструкция отправляется в сушильную камеру на 8 часа.

По окончании просушки шкаф окрашивается вручную из пульверизатора в светло-серый цвет краской НЦ-11.

После окраски шкаф снова поступает в сушильную камеру на 8 часа. Шкаф готов к использованию.

Порядок технологического процесса изготовления шкафа управления представлен в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Порядок технологического процесса изготовления силового шкафа

Рисунок 8.1 - Растяжка

Рисунок 8.2 - Растяжка

Рисунок 8.3 - Дно

Рисунок 8.4 - Стержень Рисунок 8.5 - Втулка

Рисунок 8.6 - Остов силового шкафа

автоматический векторный асинхронный электропривод

9. Безопасность и экологичность технологического процесса сборки задней подвески автомобилей “Калина”

9.1 Характеристика участка

Схема расположения оборудования изображена на рисунке 9.1

Рисунок 9.1 Расположение оборудования

9.2 Анализ опасных и вредных факторов

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего, в определенных условиях, приводит к травме или другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на рабочего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

Рассматривая участок, где расположена сборочная линия, и согласно ГОСТ 12.0.003-74 можно выделить следующие опасные и вредные факторы:

1. Опасные факторы:

- движущиеся машины и механизмы, и их незащищенные подвижные части

( передвижение транспортных средств в проездах);

- повышенные значения напряжения в электрической цени (поражение электрическим током, которое может произойти при прикосновении к токоведущим частям, а также к конструктивным частям электрической сети и электрического оборудования оказавшихся под напряжением с повреждённой изоляции)

- передвигающиеся изделия, материалы, заготовки (возможность падения деталей и других посторонних предметов)

Перечисленные производственные факторы, как правило, на предприятиях приводят к производственным травмам и увечьям.

2. Вредные факторы:

- повышенная запыленность, загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенные уровни шума, вибрации, ультразвука, инфразвуковых колебаний (работа модуля подачи);

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- повышенная или пониженная влажность, повышенная или пониженная температура, подвижность, ионизация воздуха в рабочей зоне (микроклимат цеха обычно не постоянен и колеблется);

- монотонность труда;

Данные факторы приводят к так называемым профессиональным заболеваниям.

9.3 Воздействие ОВПФ на организм человека

9.3.1 Поражение электрическим током

Производство пакетов остова является производством повышенной электороопасности (напряжение более 380 В), поэтому на линии во время ремонта вывешиваются предупреждающие надписи типа: «не включать, работают люди». На электрошкафах имеются надписи типа: «Осторожно высокое напряжение».

Для безопасности работы оператора производится защитное заземление оборудования, вторичной обмотки трансформатора, питающего цепи управления, пультов управления.

Выравнивание потенциала происходит естественным путем через металлические конструкции, трубопроводы, кабели и им подобные проводящие элементы, связанные с заземленной сетью. Применяется контурное заземление устройств и аварийное отключение (быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электрической установки при замыкании фазы на корпусе электрического оборудования, появление в сети более высокого напряжения, прикосновение человека к токоведущей части, находящейся под напряжением).

9.3.2 Передвижение обслуживающего транспорта

В цехах ОАО Автоваза существуют следующие виды транспорта:

- погрузчики;

- автокары;

- автопоезда:

- автомобили легковые;

- автомобили грузовые.

Все перечисленные виды транспорта могут нанести человеку травму или даже привести к летальному исходу. Работающий на заводе должен соблюдать правила передвижения по цеху. Не переходить проезжую часть по диагонали, передвигаться вдоль ее края за белой или желтой полосой. Внутри завода действуют общепринятые правила дорожного движения.

9.3.3 Производственная пыль

Пыль оказывает большой вред на лёгкие человека своей фибргенной способностью. Она приводит к такому тяжелому профзаболеванию, как силикоз. Для защиты рабочих от пыли в цехах устанавливаются пылеуловители.

Рабочие должны применять индивидуальные средства защиты: И. З. С., респираторы различных типов, в том числе ПТБ -- 1 «Лепесток».

Для удаления пыли в цехе установлена приточно-вытяжная вентиляция.

9.4 Меры безопасности и организация мероприятий по устранению опасных и вредных факторов

К таким мерам относятся: эстетическое оформление оборудования. т. е. всё основное оборудование окрашено в зелёный цвет, в желтый цвет окрашены опасные зоны оборудования. Для безопасной работы предусмотрены следующие устройства:

- голову работающего защищают от механического травмирования, ожогов и поражений электрическим током специальные каски;

- для защиты персонала от пыли и от механических воздействий используют спецодежду. Ладони и кисти защищают с помощью тряпичных перчаток или рукавиц;

- предохранительные устройства, останавливающие станок при попадании инородного тела;

- подключение оборудования к общему контуру заземления;

- аварийные кнопки СТОП для мгновенного останова станка;

- защиту аппаратов от разрушения при взрыве осуществляют с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, задвижки, обратные клапаны и т. д.)

9.4.1 Производственный шум

Основными, вредными факторами на участке изготовления магнитопровода являются шум и вибрация. Шум -- это совокупность звуков различной частоты и силы, беспорядочно изменяющихся во времени и оказывающих неблагоприятное воздействие на человека. По возникновению преобладает механический шум. Звук -- это колебание твёрдой, жидкой и газообразной среды. Характеризуется частотой в Гц, интенсивностью в Вт/м² или дБ.

Чтобы определить шум в цехе существуют специальные приборы. Ухо человека плохо воспринимает низкие частоты, и восприятие становится полным с частоты 1000 Гц. Приборы шумомеры учитывают эту особенность и выдают результат, называемый не уровнем звукового давления, а уровнем громкости звука или просто уровнем звука на характеристики прибора «А» в дБ.

Действие шума на организм человека нарастает с повышением его уровня. При относительно небольших уровнях (40-52 дБ) наблюдается ослабление внимания, ухудшение зрения, нарушение координации движения, изменения со стороны нервной системы и кишечного тракта -- называется шумовая болезнь. При более высоких интенсивностях снижение остроты слуха, тугоухость и через 3-5 лет потеря слуха (глухота).

Наиболее распространенным вредным фактором является шум производственного оборудования.

Источники шума:

- муфты;

- работа двигателей;

- скольжение подвижных частей;

Шум оказывает влияние на органы человека (в первую очередь на слуховой аппарат), на деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем. Это также приводит к профзаболеваниям - снижение слуха.

Причины: систематическое воздействие интенсивного производственного шума или резкого звука.

Для предотвращения шума, создаваемого ударными процессами необходимо регулировать все зазоры в соответствие с нормами, смазку всех движущихся частей, ограждение всех движущихся частей гильотины кожухами со звукоизолирующими прокладками. Для всего этого надо в установленное время производить техосмотр и сезонный ремонт линии, оборудования. Все работники производства обязаны применять индивидуальные средства защиты - ушные вкладыши (беруши).

Источником вибрации является движущиеся возвратно-поступательная система. Основные меры борьбы с вибрацией является влияние на источники вибрации, а именно: правильный подбор масс или жесткости колеблющейся системы, применение виброизоляции снижение времени срабатывания и т. п.

9.4.2 Освещение

Важным фактором, влияющим на работоспособность, является освещение. Недостаточное освещение приводит к ухудшению зрения, снижает качество и производительность труда.

Причиной недостаточного освещения в дневное время является загрязнение окон. Для устранения этого недостатка требуется периодически протирать и мыть окна. В дневное время освещение осуществляется естественным и искусственным светом. Норматив для общего искусственного дневного освещения составляет (Е) 200 Лк.

9.4.3 Микроклимат

Для поддержания в рабочей зоне оптимального рабочего микроклимата устанавливается приточно-вытяжная вентиляция, которая в свою очередь совмещается с воздушной системой отопления, что позволяет поддерживать в рабочей зоне необходимую температуру, влажность и скорость передвижения воздуха, близким оптимальным.

9.4.4 Монотонность труда

Монотонность труда -- это повторяющиеся движения, наблюдения за работой оборудования в течения длительного периода времени. От монотонности наблюдается заболевание периферических мышц и нервов.

Причины: систематически длительное статическое напряжение мышц, давление на нервные стволы и их травматизм.

Способы борьбы с монотонностью труда:

- регламентированные перерывы;

- производственная зарядка;

- комнаты эмоциональной разгрузки;

9.5 Пожаробезопасность участка

Пожароопасность -- это отдельный пункт техники безопасности, т. к. пожар может привести к очень серьезным последствиям: к большим экономическим убыткам, к смерти или тяжелым ожогам рабочего персонала, к потере оборудования и т. д.

Это, пожалуй, единственная часть техники безопасности, за которой постоянно наблюдают на производстве и за которую существуют большие штрафы.

Для снижения пожароопасности и борьбы, с возникающим пожаром на предприятии предусмотрены следующие мероприятия:

- установление на производственных участках средств пожаротушения;

- предусмотрены пожарные гидранты, которые должны располагаться на расстоянии не более сто метров друг от друга и не ближе пяти метров от стены здания

- вдоль проездов и проемов вывешены пожарные огнетушители типа ОУ --5, ОХП --10, через двадцать пять метров;

- вблизи рабочего места устанавливаются ящики с песком;

- на рабочем месте, либо вблизи него устанавливаются металлические ящики для промасленной ветоши и других отходов;

Для обеспечения безопасности предусмотрена электрическая пожарная сигнализация. Расстояние от наиболее удалённого рабочего места до средств пожаротушения должно составлять не больше ста метров.

9.6 Расчет общего искусственного освещения участка

Освещение в производственных зданиях и на открытых площадках может осуществляться естественным и искусственным светом. При недостаточном естественном освещении используют совмещенное освещение, когда в светлое время суток применяются лампы искусственного освещения.

В качестве источников искусственного света применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

В настоящее время большое применение на производстве находят газоразрядные лампы низкого и высокого давления.

Для освещения помещения применяются газоразрядные лампы ДРЛ 250 мощностью 250 Вт, Ф=12500 лм.

9.6.1 Количество светильников

где - минимальная нормируемая освещенность;

- площадь помещения;

- коэффициент запаса, учитывающий старение ламп

- отношение средней освещенности к минимальной;

- световой поток одной лампы;

- коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициента отражения потока, стен, высоты подвеса светильников и размера помещения.

9.6.2 Для определения коэффициента необходимо вычислить индекс помещения:

,

где - ширина помещения;

- длина помещения;

- высота подвеса светильника над рабочей поверхностью;

.

9.6.3 Учитывая состав среды в помещении, подбираем светильник типа СДДРЛ.

9.6.4 Выбираем коэффициенты использования светового потока. Коэффициенты отражения принимаются при полутемной поверхности - 30%;

Следовательно, .

9.6.5 Определяем необходимое количество светильников

шт.

По полученным данным изобразим проектировочную схему расположения светильников (рис.10.2).

- расстояние между светильниками;

- расстояние от крайних светильников до стен.

Рисунок.9.2 Схема расположения светильников

9.7 Расчет заземления участка

В качестве искусственных заземлителей примем вертикально расположенные электроды. Диаметр электрода примем равным d=0,01м и длиной l=8м.Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода используем сталь круглого сечения диаметром d=0,01м .

Сопротивление растекания тока с одного стержневого заземлителя у поверхности грунта:

Ом.

Необходимое количество параллельно соединенных заземлителей:

,

Принятое количество параллельно соединенных заземлителей:

.

Длина соединительного проводника:

м,

где m - расстояние между электродами, m=4 м.

Сопротивление растекания тока с одного стержневого заземлителя протяженного в грунте:

Ом.

Сопротивление растекания тока искусственного заземлителя:

Ом,

где з_г - коэффициент использования горизонтального электрода с учетом вертикальных электродов, з_г=0,55;

з_г - коэффициент использования вертикальных электродов, учитывающий их взаимное экранирование, з_в=0,78.

Полученное сопротивление искусственных электродов не превышает требуемого сопротивления, R_и ? R_д: 3,8(Ом) ? 4(Ом).

10. Экономическое обоснование проекта

Целью экономического раздела дипломного проекта является обоснование целесообразности затрат на научно-исследовательские работы по разработке и созданию системы электропривода линии сборки задней подвески автомобилей «КАЛИНА» и затрат на комплектующие изделия.

10.1 Исходные данные для расчета затрат на НИР

Исходные данные для расчета приведены в таблице 10.1, 10.2

Таблица 10.1

Исходные данные для расчета затрат на проведение НИР

* Расчет тарифной заработной платы произведен по нормативам ОАО «АВТОВАЗ» на 2011г.

** Перфоратор Bosch GBH 2-26 DFR Professional и Углошлифовальная машина Bosch GWS 14-125 CI VSK по данным сайта www.boschbuy.ru

Таблица 10.2

Перечень стадий и этапов выполнения НИР

10.2 Расчет затрат на НИР

В соответствии с учетной политикой ОАО «АВТОВАЗ» расходы по содержанию и эксплуатации оборудования, общепроизводственные расходы распределяются пропорционально фактически начисленной заработной плате основных производственных рабочих, а общехозяйственные расходы распределяются пропорционально фактически начисленной заработной плате.

10.2.1 Эффективный годовой фонд рабочего времени:

ч.

где П - количество праздников;

В - количество выходных дней;

Н_пл - количество планируемых невыходов, дн.;

q - продолжительность рабочего дня;

Н_пп - количество нерабочих часов в праздничные дни.

дн.

где %_нев. - количество планируемых невыходов, %.

10.2.2. Среднее количество рабочих часов в месяц:

час.

10.2.3 Коэффициент загруженности i-го исполнителя в месяц:

Инженер 1 категории:

где - трудоемкость инженер 1 категории, часы;

Инженер 2 категории

где - трудоемкость инженер 2 категории, часы;

Расчет длительности работы исполнителей сводим в таблицу 10.3.

10.2.4 Заработная плата инженерно-технических работников:

,

где З_ИТРi - среднемесячные оклады исполнителей;

- время работы i-го исполнителя в месяц.

Расчет заработной платы инженерно-технических работников сведен в таблицу 10.3.

10.2.5 Заработная плата рабочих-повременщиков:

,

где - часовая тарифная ставка;

- трудоемкость.

Расчет тарифной заработной платы рабочих-повременщиков сведен в таблицу 10.4.

Таблица 10.3

Длительность работы и заработная плата исполнителей с должностными окладами

Таблица 10.4

Тарифная заработная плата рабочих-повременщиков

10.2.6 Основная заработная плата рабочих-повременщиков:

руб.,

где К_п.д. - сумма премий и доплат за работу на производстве.

10.2.7. Дополнительная заработная плата рабочих-повременщиков:

руб.,

где К_вып. - выплаты не связанные с работой на производстве.

10.2.8 Суммарная заработная плата исполнителей:

руб.

10.2.9 Отчисления на социальные нужды исполнителей:

руб.,

где - ОСН.

Таблица 10.5

Стоимость затрат на основные материалы

* Цены взяты по данным сайта http://www.elec.ru на 15.04.11

10.2.10 Суммарные затраты на сырье и основные материалы с учетом транспортных расходов

См=Sм (1+КМ/ТЗ)=158,95(1+0,06)=168,49 руб.,

где Sм - стоимость сырья и основных материалов, Sм = 158,95руб.,

К_тз - коэффициент транспортно-заготовительных расходов, К_тз=0,06

Стоимость покупных комплектующих изделий сведена в таблицу 10.6.

Таблица 10.6

Стоимость покупных комплектующих изделий

* Цены взяты по данным сайтов http://www.vpromelectro.ru/index.php и www.ielektro.ru на 15.04.11

10.2.10 Стоимость покупных изделий с учетом транспортно-заготовительных расходов:

руб.,

где К_тз - коэффициент транспортно-заготовительных расходов от

комплектующих материалов.

10.2.10.1 Общая стоимость основных материалов и покупных изделий

10.2.11 Затраты на электроэнергию:

,

где Q_эл. - количество электроэнергии;

Ц_эл. - стоимость 1 кВт электроэнергии.

,

где n_эксп. - число параллельных экспериментов;

N_уст. - типовая мощность оборудования;

К_исп. - коэффициент использования оборудования по мощности;

t_м. - машинное время работы оборудования.

где F_i - количество дней работы прибора;

К_заг. - коэффициент загрузки оборудования;

Д - количество смен в сутки.

Расчеты затрат на электроэнергию сведены в таблицу 10.7.

Таблица 10.7

Затраты на силовую электроэнергию

10.2.12 Амортизационные отчисления оборудования:

,

где С_об. - первоначальная стоимость оборудования;

Н_ам. - годовая норма амортизационных отчислений;

F_эф.об. - эффективный годовой фонд рабочего времени оборудования.

Расчет амортизационных отчислений на НИР сведен в таблицу 10.8.

Таблица 10.8

Затраты на амортизационные отчисления на НИР

10.2.13 Накладные расходы:

руб.,

где К_нр - коэффициент накладных расходов.

Результат капитальных затрат на НИР по модернизации привода сборочной линии сведен в таблицу 10.9.

Таблица 10.9

Затраты на разработку и проведение модернизации

Таблица 10.10

Исходные данные для расчета прибыли от модернизации

10.4 Расчет прибыли от модернизации

10.4.1 Переменные затраты на НИР:

руб.

10.4.2 Постоянные затраты на НИР:

руб.

10.4.3 Полная себестоимость на модернизацию:

руб.

10.4.4 Полная себестоимость одного изделия:

руб.,

где Ц_{отп.изд.} - цена на одно изделие;

К_р - коэффициент рентабельности.

10.4.5 Переменные затраты на производство одного изделия:

руб.

10.4.6. Постоянные затраты на производство одного изделия:

руб.

10.4.7 Переменные затраты на производство изделий за год:

руб.,

где А₂ - прирост выпускаемой продукции за год.

10.4.8 Постоянные затраты на производство изделий за год:

руб.

10.4.9 Полная себестоимость производство изделий за год:

руб.

10.4.10 Выручка:

руб.

10.4.11 Критический объем производства:

шт.

При производстве 1224 изделий прибыль составит:

руб.

10.5 Расчет показателей экономической эффективности при модернизации

Расчет экономической эффективности модернизации проводим за пять лет, разбивая годовую программу пяти лет на одинаковые интервалы и учитывая, что годовая программа первого года больше критического объема производства.

10.5.1 Налог на прибыль:

руб.,

где Н_ст - ставка налога на прибыль (Н_ст=0,24).

10.5.2 Чистая прибыль:

руб.

10.5.3 Срок окупаемости проекта:

год.,

Как видно из расчета, срок окупаемости затрат на модернизацию привода линии сборки задней подвески автомобилей «КАЛИНА» меньше установленного - 3,3 года, следовательно, данный проект эономически выгоден.

Заключение