Рис. 4.5.1 Схема защитного заземления

В случае пoвреждения изoляции токoведущая чaсть элeктрически сoединяется с незaземленным токoпроводящим элементoм оборудoвания. При прикoсновении челoвека к такoму элементу он oказывается под нaпряжением прикoсновения, величинa которoго рaвна фазнoму или близкa к нему.

Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

4.6 Расчёт

1. Определим ток замыкания на землю:

, (4.6.1.)



где I_з - ток замыкания на землю;

U - напряжение сети;

Z - полное сопротивление фаз относительно земли.

Определим ток замыкания на землю в сети с напряжением 380В - наибольшей возможной в данной электроустановке ток замыкания на землю. В сетях напряжения до 1000В ток однофазного замыкания на землю не превышает 10А, так как даже при самом плохом состоянии изоляции и значительной ёмкости сопротивление фазы относительно земли не бывает менее 100Ом (Z>100Oм). Отсюда ток замыкания на землю:

А

2. Сопротивление замыкания рассчитывается по формуле:

(4.6.2.)

где R_з - сопротивление заземления;

U_пр.д.д - длительное допустимое напряжение прикосновения (20 Ом);

б₁ -коэффициент напряжения прикосновения при контурном заземлении.

Принимая =0,5; получаем:

Oм

3. Определим расчётное удельное сопротивление грунта по формуле:



(4.6.3.)

где - удельное сопротивление грунта, полученное из справочника;

- климатический коэффициент;

- расчётное удельное сопротивление грунта с учётом климатического коэффициента.

При сухом грунте, типа суглинок, при влажности 10 - 12% к массе грунта =1,4; =100 Ом.

Таблица 4.5.1

Приближенные значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов и воды, Ом м

Грунт, вода	Возможные пределы колебаний	При влажности 10 - 20% к массе грунта
1	2	3
Глина	8 - 70	40
Суглинок	40 - 150	100
Песок	400 - 700	700
Супесок	150 - 400	300
Торф	10 - 30	20
Чернозем	9 - 53	20
Садовая земля	30 - 60	40
Каменистый	500 - 800	-
Скалистый	104 - 107	-
Вода:
Морская	0,2 - 1	-
Речная	10 - 100	-
Прудовая	40 - 50	-
Грунтовая	20 - 70	-
В ручьях	10 - 60	-



Таблица 4.5.2

Коэффициенты сезонности ш для однородной земли

Климатическая зона по таблице 4	Состояние земли во время измерений ее сопротивления при влажности
	Повышенной	Нормальной	Малой
1	2	3	4
	Вертикальный электрод длиной 3 м
I	1,9	1,7	1,5
II	1,7	1,5	1,3
III	1,5	1,3	1,2
IV	1,3	1,1	1,0
1	2	3	4
	Вертикальный электрод длиной 5 м
I	1,5	1,4	1,3
II	1,4	1,3	1,2
III	1,3	1,2	1,1
IV	1,2	1,1	1,0
	Горизонтальный электрод длиной 10 м
I	9,3	5,5	4,1
II	5,9	3,5	2,6
III	4,2	2,5	2,0
IV	2,5	1,5	1,1
	Горизонтальный электрод длиной 50 м
I	7,2	4,5	3,6
II	4,8	3,0	2,4
III	3,2	2,0	1,6
IV	2,2	1,4	1,12

Определим расчётное удельное сопротивление грунта:

Омм

4. Примем сопротивление естественных заземлителей равным: R_e= 12 Ом.

5. Рассчитаем сопротивление искусственного заземления, считая, что искусственные и естественные заземления соединены параллельно, и общее их сопротивление не должно превышать норму R_з, по формуле:

(4.6.4.)

где R_u- сопротивление искусственного заземлителя;

Сопротивление искусственного заземлителя будет равняться:

Ом

6. Выберем заземлитель типа трубчатый или стержневой у поверхности грунта.

Длина заземлителя L=2,0м, а диаметр d=0,1м. Тогда сопротивление одиночного стержневого заземлителя у поверхности грунта будет вычисляться по формуле:

(4.6.5.)

где R_cт.од.- сопротивление одиночного заземлителя:

Ом

Примем длину соединительной шины L_ш=8х4=32(м); расстояние между стержнями 2м; необходимое число стержней определяется как: n= 32/2=16.

Найдём коэффициент использования заземлителя. Он будет равен: . Примем: =0,63.

Определим сопротивление соединительной шины на поверхности грунта по формуле:



(4.6.6.)

где R_ш -сопротивление соединительной шины.

Сопротивление соединительной шины на поверхности грунта:

Ом

Сопротивление шины с учётом коэффициента использования определяется по формуле:

(4.6.7.)

R_шф - сопротивление с учетом коэффициента использования;

з_ш - коэффициент использования.

Коэффициент использования заземлителя ( = 0,32), определим сопротивление соединительной шины с учётом коэффициента использования:

Ом

Определим сопротивление стержней (вертикальных заземлителей) с учётом шин по формуле:

(4.6.8.)

где R_ст -сопротивление стержней с учётом шин.

Сопротивление стержней:

Ом

Учитывая коэффициент использования вертикальных заземлителей, определим их число по формуле:

(4.6.9.)

где n - число вертикальных заземлителей.

Число заземлителей:

шт.

Примем число стержней n = 20 шт.

Схема защитного контурного заземления представлена на рис. 4.6.1.

Рис. 4.6.1 Схема защитного контурного заземления высокотемпературной печи

5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РАЗРАБОТКА БИЗНЕС-ПЛАНА

5.1 Меморандум конфиденциальности

Данный бизнес-план находится в ограниченном доступе к ознакомлению.

Разработчики проекта:

Старший научный сотрудник, кандидат технических наук А.Ю. Омаров;

студент МГИУ С.С. Сафронов.

Консультанты дипломного проекта:

Организационно-экономическая часть - доцент кафедры "Экономика и управление производством" МГИУ Н.А. Поцелуева.

Безопасность и экологичность проекта - заведующий кафедрой "Безопасность жизнедеятельности и промышленная экология" МГИУ Е.А. Резчиков.

5.2 Резюме

В данной работе изложены результаты исследования влияния концентрации щелочи на структуру диспергированных порошков и свойства керамических материалов, спеченных из них. Полученные научные результаты явились основой для создания технологической схемы производства высококачественной керамики.

Методы получения различных конструкционных керамик достаточно хорошо отработаны и применяются на производстве. Для изготовления высококачественной керамики необходимо измельчать исходное сырье и получать мелкодисперсную структуру. Это является трудоемким и энергоемким процессом. Эта задача была разрешена путем перевода отходов этих сплавов в наноструктурированную гидроокись алюминия, что позволило получать керамику с высокими свойствами и тем самым решать задачу утилизации стружки с получением полезного продукта.

5.3 Задание на исследование

Необходимо разработать технологию получения высококачественной конструкционной керамики из отходов (стружки) силумина.

Перечень подлежащих разработке вопросов:

- решение проблемы утилизации отходов алюминиевых сплавов;

- выбор оборудования и методики исследования;

- изучение свойств порошков оксида алюминия, полученного путем химического диспергирования, и зависимость свойств от степени отмывки;

- описание и обоснование выбранной технологической схемы;

- подбор и описание методики изучения физико-механических свойств нового керамического материала;

5.4 План по организации научно-исследовательской работы

5.4.1 Используемое оборудование и приборы

При выполнении НИР используется оборудование и приборы, перечень которых приведён в таблице 5.4.1.1.

Действительный годовой фонд работы оборудования определяется по формуле:

F_д = (365-Д_в - Д_п ) ? С_м ? Т_с ? К_в,(1)

где Д_в и Д_п - количество выходных и праздничных дней в году;

С_м - число смен работы оборудования;

Т_с - продолжительность одной смены, часы;

К_в - коэффициент использования номинального фонда времени работы оборудования, учитывающий потери времени на ремонт, разогрев и т.п. (равен 0,85-0,95);

Таблица 5.4.1.1

Перечень оборудования и приборов

Оборудование, приборы	Кол-во, ед.	Мощность, кВт	Вид энергии	Смен-ность работы	Действ. годовой фонд времени, час	Фонд времени на работу по НИР, час	Коэф. загрузки оборуд.
Наименование	Модель
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Электронный сканирующий микроскоп	Karl Zeiss EVO 50	1	18	Электр.	1	1790	60	0,0335
Рентгеновский фазовый анализатор	ДРОН-3	1	5,5	Электр	1	1790	32	0,0178
Лазерный дифрактометр	Fritsch Partical Sizer analyset-te 22	1	3,5	Электр	1	1790	24	0,0134
Спектрометр	Spectro-meter DT 1200	1	2,5	Электр	1	1790	8	0,0045
Установка термо-механич. удара	TIRATEST-2300	1	3,5	Электр	1	1790	8	0,0045
Дифрактометр	ARL X'TRA-145	1	3	Электр	1	1790	56	0,0313
Печь камерная	СНО-4.8.2,5/ 13-И2	1	50	Электр	1	1790	16	0,0089

F_д = (365-104-12) ? 1 ? 8 ? 0,9 = 1790 часов.

Фонд времени работы по НИР включает время фактической работы оборудования и приборов для выполнения экспериментальной части проекта.

Коэффициент загрузки оборудования, приборов определяется отношением фонда времени работы по НИР к годовому фонду времени.

5.4.2 Численность работников, занятых исследованием

Сoстaв и числeннoсть paбoтникoв, их занятoсть пo тeмe нaучнoгo исслеeдoвaния пpeдстaвлeны в тaблицe 5.4.2.1. Грaфы 1 и 3 зaпoлнeны нa oснoвaнии штaтнoгo рaсписaния для инжeнepных paбoтникoв и млaдшегo oбслуживaющeгo пepсoнaлa унивepситeтa. Дaнныe грaфы 2 пoлучeны пo фaктичeским дaнным выпoлнeния нaучнo-исслeдoвaтeльскoй рaбoты. Дaнныe в грaфe 4 oпрeдeлeны пo плaнoвым дaнным выпoлнeния НИР. Дaнныe грaфы 5 oпрeдeляются кaк oтнoшeниe грaфы 4 к oбщeй зaплaнирoвaннoй прoдoлжитeльнoсти нaучнo-исслeдoвaтeльскoй рaбoты. Пpодoлжительность НИР состaвляет 85 дней. Дaнные в графe 6 пoлучены произвeдением грaфы 3 и 5 продoлжительности рабoты пo НИР.

Таблица 5.4.2.1

Численность работников по НИР

Должность исполнителя	Численность, чел.	Месячный должностн. оклад (тарифн. ставка), руб.	Фонд времени по НИР, дни	Коэффициент занятости по НИР	Фонд зарплаты, руб.
1	2	3	4	5	6
Технолог (студент - исполнитель)	1	4 500	85	1,0	19125
Руководитель дипломного проекта (к.т.н., старший научный сотрудник)	1	15 000	27	0,32	20250
Лаборант	1	8000	22	0,26	8000
Итого	-	-	-	-	39375

5.5 Планирование научно-исследовательской работы

5.5.1 Сетевое планирование и управление НИР

При планировании НИР весьма целесообразно использовать систему сетевого планирования и управлении (СПУ). Система сетевого планирования по своей природе является целевой системой планирования, т.е. планированием процесса относительно некоторой заданной цели. Выполнение НИР предполагает увязку между собой работ, необходимых для того, чтобы получить некоторый единственный конечный результат (достижение заданной цели).

Основой СПУ является сетевой график, который изображает логическую последовательность, взаимосвязь и продолжительность планируемых работ. Сетевой график позволяет оценивать значимость каждой работы, и устанавливать какие работы необходимо выполнить в первую очередь, какие работы можно выполнять параллельно. Сетевой график используется для текущего руководства работниками и позволяет сравнительно легко корректировать план разработки в случае срыва сроков выполнения отдельных работ.

Сетевой график представляет собой информационно-динамическую модель, в которой изображаются взаимосвязи и результаты всех работ, необходимых для достижения конечной цели разработки.

Сетевой график состоит из множества событий, обозначенных кружочками, и множества работ, изображенных стрелками. Он наглядно показывает логическую последовательность и взаимосвязь всех действий и процессов, которые должны быть осуществлены для достижения определенного результата. Каждая работа имеет название, характеризуется продолжительностью и связана с расходом ресурсов.

Работой называется действие или выполнение трудового процесса, приводящее к достижению определенного результата.

Событие - это результат работы, факт её начала или завершения. Оно не является процессом и не имеет продолжительности во времени. Каждое событие имеет номер, который указывается в кружочке сетевого графика.

Событие, с которого начинается рассматриваемая работа, называется предшествующим событием, его номер обозначается символом ''i''. Событие, следующее непосредственно за данной работой называется последующим событием по отношению к данной работе, его номер обозначается символом ''j''. Событие начала планируемого процесса, у которого нет предшествующих событий, называется исходным, ему присваивается первый номер и оно обозначается символом ''I''. Событие, которое не имеет последующих событий и заканчивает процесс, называется завершающим, ему присваивается последний номер и оно обозначается символом ''С''.

Работа кодируется номерами событий, между которыми она заключена, т.е. парой чисел. В общем виде код работы обозначается двумя буквами i,j, где i-номер предшествующего события, j- номер последующего события.

Продолжительность работы обозначается как tij. На сетевом графике она выражается числом под стрелкой, которое указывает ожидаемое время выполнения работы в принятых единицах измерения (днях).

Кроме работ действительных, т.е. требующих затрат времени, существуют фиктивные работы. Фиктивной работой называется связь между какими-то результатами работ (событиями), не требующая затрат времени.

Любая последовательность работ в сетевом графике, в которой конечное событие одной работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называется путем.

Путь от исходного до завершающего события называется полным путем. Полный путь, имеющий максимальную продолжительность, называется критическим путем.

5.5.2 Построение сетевого графика

Список всех работ и событий, необходимых для проведения работы по НИР, представлен в табл. 5.5.2.1. Исходя из данного списка работ, событий и логики связей между ними строится сетевой график (рис. 5.1).



Таблица 5.5.2.1

Перечень работ и событий

Работа	Событие
Код	Содержание	Трудо-емкость чел/дн.	Число исполните-лей, чел.	Продолж., дн.	Код	Формулировка
1	2	3	4	5	6	7
					1	Задание на исследование влияния имплантации на коррозионную стойкость деталей получено
1-2	Ознакомление и проработка задания	2	1	2	2	Задание проработано
2-3	Подбор литературы	9	3	3	3	Литература подобрана
3-4	Написание литературного обзора	6	1	6	4	Литературный обзор написан
4-5	Разработка методики исследования	4	2	2	5	Методика исследования разработана
5-6	Выбор формы и размеров опытных образцов	4	2	2	6	Форма и размеры образцов выбраны
6-7	Построение сетевого графика	1	1	1	7	Сетевой график построен
6-8	Перевод материала в удобную для растворения форму	2	2	1	8	Сплав переведён в стружку
7-21	Расчет параметров сетевого графика	2	1	2	9	Сплав растворён в щёлочи
8-9	Растворение материала	5	1	3	10	Осадок промыт и просушен
9-10	Промывка и просушка осадка	2	1	2	11	Образцы для СЭМ подготовлены
10-11	Подготовка опытных образцов для СЭМ	8	2	4	12	Образцы РФА подготовлены
10-12	Подготовка образцов для РФА	1	1	1	13	Образцы для петрографического анализа подготовлены
10-13	Подготовка образцов для петрографического анализа	4	2	2	14	Образцы для исследования электро-акустическим методом и методом лазерной дифракции подготовлены
10-14	Подготовка образцов для электро-акустического метода и лазерной дефракции	4	2	2	15	Образцы для исследования реологических свойств подготовлены
10-15	Подготовка образцов для исследования реологических свойств	6	2	3	16	Исследование СЭМ проведено
11-16	Проведение СЭМ	6	3	2	17	РФА проведен
12-17	Проведение РФА	3	1	3	18	Петрографический анализ проведен
13-18	Проведение петрографического анализа	3	3	1	19	Исследования методом электроакустики и методом лазерной дифракции проведены
14-19	Проведение исследования методом электроакустики и методом лазерной дифракции	3	3	1	20	Исследование реологических свойств проведено
15-20	Исследование реологических свойств	3	3	1	21	Параметры сетевого графика расчитаны
16-22	Обработка данных по СЭМ	3	3	1	22	Данные по СЭМ, РФА,петрографическому анализу, исследованиям электроакустическим методом, методом лазерной дифракции, реологических свойств обработаны
17-22	Обработка данных по РФА	4	2	2
18-22	Обработка данных по петрографическому анализу	3	3	1
19-22	Обработка данных исследования электроакустическим методом и методом лазерной дифракции	3	3	1		Данные по СЭМ, РФА, петрографическому анализу, исследованиям электроакустическим методом, методом лазерной дифракции, реологических свойств обработаны
20-22	Обработка данных исследования реологических свойств	3	3	1
21-23	Составление сметы затрат на НИР	2	1	2	23	Сметы затрат на НИР составлены
22-24	Сравнение полученных экспериментальных данных с литературой	1	1	1	24	Сравнение полученных экспериментальных данных с литературой проведено
23-24	Фиктивная работа	0	0	0
24-25	Спекание порошков и получение керамики	2	2	1	25	Керамика получена
25-26	Подготовка образцов для РЭМ	2	2	1	26	Образцы для РЭМ подготовлены
25-27	Подготовка образцов механических и физических свойств	2	2	1	27	Образцы для изучения механических и физических свойств подготовлены
26-28	Анализ данных по РЭМ	1	1	1	28	Данные по РЭМ, механических свойств и свойств термостойкости обработаны
27-28	Анализ данных после изучения механических свойств и термостойкости	1	1	1
28-29	Сравнение полученных свойств с доступными аналогами	3	3	1	30	Полученные экспериментальные данные сравнены с литературой
29-30	Проработка БЖД	2	1	2	31	БЖД проработано
30-31	Проведение маркетинговых исследований	7	1	7	32	Маркетинговые исследования проведены
31-32	Разработка технико-экономического обоснования	5	1	5	32	Технико-экономическое обоснование разработано
32-33	Написание пояснительной записки	12	1	12	33	Пояснительная записка написана
Итого:	134		85

5.5.3 Расчёт параметров сетевого графика

При расчёте сетевой модели графическим методом определяются следующие параметры:

- возможный ранний срок свершения события - t_pi;

- допустимый поздний срок свершения события - t_ni;

- резерв времени события - R_i;

- резервы времени работы:

- полный - R_nij;

- свободный - R_cij;

- продолжительность критического пути - t_кр.

Определение ранних сроков свершения событий

Ранний срок свершения события - это время, необходимое для выполнения всех работ, предшествующих данному событию.

Ранний срок свершения исходного события равен нулю (t_pi = 0). Ранний срок свершения следующего события равен раннему сроку свершения события “i” плюс продолжительность работы i- j, т.е.: t_pj= t_pi + t_ij.

Ранний срок свершения любого события t_pj определяется максимальной суммой раннего срока свершения события начального t_pi работы i- j плюс продолжительность этой работы t_ij т.е.: t_pj= (t_pi + t_ij) _max.

Определение поздних сроков свершения событий

Поздний срок свершения события - это время, превышение которого вызывает аналогичную задержку наступления завершающего события сети. Поздний срок свершения завершающего события принимается равным его раннему сроку, т.е. t_nc= t_pc.

Поздний срок свершения предыдущего события tni определяется как разность между поздним сроком свершения завершающего события tnc и продолжительностью работы t_ij т.е.t_ni= t_nc - t_ij.

Поздний срок свершения любого события tnj определяется минимальной разностью между поздним сроком свершения последующего события tpj и продолжительностью работы t_ij т.е. t_nj= (t_pj - t_ij)_min.

Определение резервов времени

Резерв времени события определяется как разность между его поздним и ранним сроками, т.е. R_i= t_ni - t_pi.

Этот резерв времени показывает предельный промежуток времени, на который может быть задержано свершение данного события без увеличения срока завершения разработки в целом.

Все рассмотренные характеристики события: ранний и поздний сроки свершения, резерв времени события, номер события указываются на сетевом графике в секторах кружка, изображающего событие. Параметры событий сети представлены в табл. 5.5.3.1.

5.5.3 Расчет параметров сетевого графика

Таблица 5.5.3.1

Параметры событий сети

№ события	Ранний срок свершения события tpi	Поздний срок свершения события tni	Резерв времени события Ri
1	2	3	4
1	0	0	0
2	2	2	0
3	5	5	0
4	11	11	0
5	13	13	0
6	15	15	0
7	16	25	9
8	16	16	0
9	19	19	0
10	21	21	0
11	25	25	0
12	22	23	1
13	23	26	3
14	23	26	3
15	24	26	2
16	27	27	0
17	25	26	1
18	24	27	3
19	24	27	3
20	25	27	2
21	18	27	9
22	28	28	0
23	20	29	9
24	29	29	0
25	30	30	0
26	31	31	0
27	31	31	0
28	32	32	0
29	33	33	0
30	35	35	0
31	42	42	0
32	47	47	0
33	59	59	0

Определение критического пути

На этом этапе определяются работы и события, лежащие на критическом пути. Необходимым условием того, что работа находится на критическом пути, является нулевой резерв времени начального и конечного событий этой работы, т.е. R_i = t_ni - t_pi = 0

Кроме того, должно соблюдаться и второе условие: t_j - t_ij - t_i = 0.

Lкр=1-2-3-4-5-6-8-9-10-11-16-22-24-25-26-28-29-30-31-32-33=59 дней

Определение резервов времени работ

Резерв времени определяется только у работ, не лежащих на критическом пути. Полный резерв времени R_nij -это резерв, которым обладает работа при условии возможно раннего начала и допустимо раннего её окончания.

Полный резерв времени работы определяется по формуле:

R_nij = t_nij - t_pi - t_ij.

Свободный резерв времени R_cij - это резерв времени, работы, позволяющий увеличить продолжительность выполнения работы на величину свободного резерва, не вызвав изменений ранних и поздних сроков свершения начального и конечного событий остальных работ. Он определяется по формуле:

R_cij = {t_pj - t_pi - t_ij; 0} _max;

R_cij = {R_nij - R_i - R_j; 0} _max.

При отрицательном значении приведенной разницы свободный резерв времени принимается равным нулю.

Параметры работ сети представлены в табл. 5.5.3.2.

Таблица 5.5.3.2

Параметры работ сети

№	Работа код	Продолж. tij	Начало раннее tpj	Окончание раннее tpi+tij	Окончание позднее tnj	Начало позднее tpi-tij	Резерв времени полный tnj-tpi-tij	Резерв времени свободный tnj--tpi-tij
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1-2	2	0	2	2	0	0	0
2	2-3	3	2	5	5	2	0	0
3	3-4	6	5	11	11	5	0	0
4	4-5	2	11	13	13	11	0	0
5	5-6	2	13	15	15	13	0	0
6	6-7	1	15	16	25	24	9	0
7	6-8	1	15	16	16	15	0	0
8	7-21	2	16	18	27	25	9	0
9	8-9	3	16	19	19	16	0	0
10	9-10	2	19	21	21	19	0	0
11	10-11	4	21	25	25	21	0	0
12	10-12	1	21	22	23	22	1	1
13	10-13	2	21	23	26	24	3	3
14	10-14	2	21	23	26	24	3	3
15	10-15	3	21	24	26	23	2	2
16	11-16	2	25	27	27	25	0	0
17	12-17	3	22	25	26	23	1	1
18	13-18	1	23	24	27	26	3	3
19	14-19	1	23	24	27	26	3	3
20	15-20	1	24	25	27	26	2	2
21	16-22	1	27	28	28	27	0	0
22	17-22	2	25	27	28	26	1	0
23	18-22	1	24	25	28	27	3	0
24	19-22	1	24	25	28	27	3	0
25	20-22	1	25	26	28	27	2	0
26	21-23	2	18	20	29	27	9	9
27	22-23	1	28	29	29	28	0	0
28	23-24	0	20	20	29	29	9	0
29	24-25	1	29	30	30	29	0	0
30	25-26	1	30	31	31	30	0	0
31	25-27	1	30	31	31	30	0	0
32	26-28	1	31	32	32	31	0	0
33	27-28	1	31	32	32	31	0	0
34	28-29	1	32	33	33	32	0	0
35	29-30	2	33	35	35	33	0	0
36	30-31	7	35	42	42	35	0	0
37	31-32	5	42	47	47	42	0	0
38	32-33	12	47	59	59	42	0	0

5.6 План по определению затрат на исследование

В плане по определению затрат на исследование выполняются расчёты по определению капитальных затрат и амортизационных отчислений, затрат на материалы, заработную плату, энергоносители, расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, других косвенных расходов. На основании выполненных расчётов составляется смета затрат на проведение НИР.

В затраты на научно-исследовательскую работу включаются все прямые и косвенные расходы, независимо от источников их финансирования.

Прямые затраты - это расходы, связанные с выполнением исследования, включаемые непосредственно в его себестоимость. Сюда относятся капитальные затраты на оборудование и приборы для научных работ; затраты на топливо и энергоносители; затраты на основную и дополнительную заработную плату производственных рабочих, научных, инженерно-технических и других работников, занятых выполнением научно-исследовательской работы; затраты на научные и производственные командировки, связанные с выполнением НИР; затраты на оплату работ, выполненных другими организациями.

Косвенные затраты - это расходы, не относящиеся к конкретным темам исследовали. Они связаны с выполнением всех научно-исследовательских работ. Сюда относятся расходы на содержание аппарата управления, хозяйственные и другие расходы.

5.6.1 Определение капитальных затрат и амортизационных отчислений

При расчете капитальных затрат и амортизационных отчислений предусматриваются расходы на приобретение оборудования, необходимого для экспериментальных работ по теме.

Полная первоначальная стоимость оборудования и приборов с учетом коэффициента его загрузки по НИР определяется по формуле:

К_об.з = К_об_З,

где К_об - полная первоначальная стоимость оборудования и приборов, руб.;

З - коэффициент загрузки оборудования.

Сумма амортизационных отчислений по оборудованию и приборам рассчитывается по формуле: А_r = K_об.з?N_a/100,

где K_об.з - полная первоначальная стоимость оборудования и приборов с учетом коэффициента его загрузки по НИР, руб.;

N_a - норма амортизационных отчислений,%.

Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений приведен в табл. 5.6.1.1.



Таблица 5.6.1.1

Определение капитальных затрат и амортизационных отчислений

Оборудование	Количесвтво, шт	Цена, тыс. руб.	Общая стоимость, тыс. руб.	Затраты на монтаж, тыс. руб.	Балансовая стоимость, руб.	Коэффициент загрузки по НИР	Перво-начальная стоимость с учетом НИР, тыс. руб.	Амортизац. отчисления
Наименование	Модель								Норма, %	Сумма, тыс. руб.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Электронный сканирующий микроскоп	Karl Zeiss EVO 50	1	11500	11500	1700	13200	0,0335	442,2	25,0	110,55
Рентге-новский фазовый анализатор	ДРОН-3	1	1400	1400	200	1600	0,0178	28,48	25,0	6,37
Лазерный дифрактометр	Fritsch Partical Sizer analys-ette 22	1	9000	9000	1300	10300	0,0134	138,02	25,0	34,5
Спектрометр	Spectro-meter DT 1200	1	800	800	100	900	0,0045	4,05	25,0	1,01
Установка термомеханического удара	TIRATEST-2300	1	2000	2000	300	2300	0,0045	10,35	25,0	2,59
Дифрактометр	ARL X'TRA-145	1	600	600	80	680	0,0313	21,28	25,0	5,32
Печь камерная	СНО-4.8.2,5/ 13-И2	1	150	150	20	170	0,0089	1,5	25,0	0,37
Итого:				25450				645,86		160,71

5.6.2 Определение затрат на материалы и комплектующие изделия

Затраты на мaтериалы должны включать: стоимость основных и вспомогательных материалов, покупных полуфабрикатов, комплектующих изделий и других материальных ценностей, необходимых для научно-исследовательской работы. Для определения затрат использована таблица 5.6.2.1. содержание граф 1, 2, 3 и 4 определено с учётом экспериментальной части проекта. Содeржание графы 5 определено по каталогам производителей материалов и кoмплектующих изделий. Содержание графы 6 определяется как произведение общего расхода на планoвую цену и коэффициент 1,05, учитывающий транспортные расхoды.

Таблица 5.6.2.1

Смета затрат на материалы и комплектующие

Наимено-вание	Назначение	Единица измерения	Общий расход	Плановая цена за единицу изделия, руб.	Общая стоимость, руб.
1	2	3	4	5	6
Сплав АК12	Исследуемый материал	кг	4	900	3600
Алюминий	Исследуемый материал	кг	2	1 100	2 200
Щелочь NaOH	Диспергирование АК12 в водном растворе	кг	3	40	120
Поливиниловый спирт	Связующее для порошка	л	3	182	546
Итого:					6466

5.6.3 Определение затрат на заработную плату

Фонд заработной платы инженерно-технических работников рассчитывается по формуле (25):

З_н=ДnК_з, (25)

где Д - должностной оклад, руб.;

n - количество месяцев работы по НИР;

К_з - коэффициент занятости (графа 6 таблицы).

Для расчёта общих затрат на заработную плату используют таблицу 5.6.3.1. содержание графы 2 соответствует сумме значений графы 6 таблицы 5.4.2.1. Фонд дополнительной заработной платы определяется в размере 20% от основной заработной платы. Графа 4 определяется как сумма значений граф 2 и 3. Отчисления в социальные фонды (графа 5) составляет 30% от основной и дополнительной заработной платы.

Таблица 5.6.3.1

Ведомость фондов заработной платы

Категория работников	Годовой фонд заработной платы	Отчисления в социальные фонды, руб.
	Фонд основной зарплаты, руб.	Фонд дополнительной заработной платы, руб.	Всего руб.
1	2	3	4	5
Работники выполняющие НИР	39 375	7 900	42 275	14 182

5.6.4 Определение затрат на энергоносители

Для расчёта затрат использована таблица 9. Затраты на энергоносители определяются по формуле (26):

S_э = Q_r F_n K_m K_п Ц_э, (26)

где: Q_r - норма расхода электроэнергии за час работы, определяемая по паспортным данным оборудования;

F_n - фонд времени работы оборудования по НИР, час (графа 3);

K_m - коэффициент использования мощности (графа 5);

K_п - коэффициент потери электроэнергии в сети (графа 4);

Ц_э - стоимость 1 кВтчас электроэнергии, принятая по данным Цэ - 4,02 руб. (графа 8).

Значение графы 8 определяется произведением графы 3 и сooтветствующей нoрмoй расхода электроэнергии за час работы оборудования даннoгo вида. Рассчитанное значение затрат на электроэнергию приведенo в графe 9.



Таблица 5.6.4.1

Расчёт затрат на топливо и энергоносители

Вид топлива	Оборудование, его характеристика	Общий расход энергии	Цена, руб	Затраты, руб.
	Наименование	Фонд времени работы по НИР, час	Коэф. потерь энерго-носителя	Коэф. исп. мощности	Ед. изм.	Величина
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Электрическая	Электронный сканирующий микроскоп	60	1,01	0,75	КВт/час	24	4,02	4 385
Электрическая	Рентгеновский фазовый анализатор	32	1,01	0,75	КВт/час	7,0	4,02	682
Электрическая	Лазерный дифрактометр	24	1,01	0,75	КВт/час	4		292
Электрическая	Спектрометр	8	1,01	0,75	КВт/час	2,5		61
Электрическая	Установка термомеханичес-кого удара	8	1,01	0,75	КВт/час	3,0		13
Электрическая	Дифрактометр	56	1,01	0,75	КВт/час	9,0		1 527
Электрическая	Печь камерная	16	1,01	0,75	КВт/час	60,0		3 168
Итого:								8 601

5.6.5 Определение расходов по содержанию и эксплуатации оборудования

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования представляют собой сумму затрат, сведённых в таблицу 5.6.5.1. Затраты на вспомогательные материалы и по уходу за оборудованием определены в размере 0,5% от стоимости оборудования. Затраты на силовую электроэнергию определяются как итог графы 9 таблицы 5.6.4.1.

Затраты на тeкущий рeмонт оборудования опрeдeляются в размepе 6% от их стоимости, привeдённой в итоге графы 9 таблицы 5.6.1.1. Величина амортизационных отчислений определена в таблице 6 итог графы 11.

Возмeщeние износа инструмента и приспособлений определяется в размере 1% от стоимости оборудования итог графы 9 таблицы 5.6.1.1,

Прочиe рaсходы, связанные с содержанием оборудования составляют 3% от суммы рaсхoдoв по вышeпeрeчисленным статьям.

Таблица 5.6.5.1

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

№ п/п	Статьи затрат	Сумма, руб.
	1	2
1	Затраты на вспомогательные материалы и по уходу за оборудованием	3 299
2	Затраты на электроэнергию	8 601
3	Затраты на текущий ремонт оборудования	38 751
4	Амортизация оборудования	160 701
5	Возмещение износа инструмента и приспособлений	6 458
6	Прочие расходы	3 317
	Итого:	222 803

5.6.6 Определение расходов на научные и производственные командировки

По этой статье предусматриваются расходы на служебные командировки, связанные с выполнением исследования, испытанием опытных образцов машин, оборудования, приборов.

В данной научно-исследовательской работе не были предусмотрены расходы на командировки.

5.6.7 Определение затрат на оплату работ, выполненных сторонними организациями и предприятиями

Затраты на оплату работ, выполненных другими организациями и предприятиями, включают расходы на оплату научно-исследовательских работ, выполняемых сторонними научными организациями, макетов и опытных образцов, полученных со стороны, если затраты по их изготовлению включаются в стоимость темы, а также работ и услуг, выполненных предприятиями.

В данной научно-исследовательской работе не были предусмотрены расходы на оплату работ, выполненных другими организациями и предприятиями.

5.6.8 Определение накладных расходов

По статье "Накладные расходы" предусматриваются расходы, связанные с приобретением и подготовкой материалов специальной научно-технической, в том числе патентной информации, предназначенной для проверки патентной чистоты и соответствия уровню мировых стандартов; расходы по оплате научных консультаций, анализов и экспертиз; премии за работы по теме, выплачиваемые в соответствии с распоряжениями правительства; расходы на содержание аппарата управления, хозяйственные расходы. Из практики работы предприятий автомобилестроения накладные расходы могут быть определены в размере 100% от суммы затрат на исследование.

5.6.9 Составление сметы затрат на выполнение НИР

Смета затрат на выполнение НИР приведена в таблице 5.6.9.1. Затраты на материалы приведены в итоге графы 6 таблицы 5.6.2.1. Затраты на заработную плату определены в таблице 5.6.3.1. Затраты на энергоносители приведены в итоге графы 9 таблицы 5.6.4.1. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования определены в итоге графы 3 таблицы 5.6.5.1.

Таблица 5.6.9.1

Смета затрат на НИР

Наименование статей затрат	Сумма, руб.	Структура затрат,%
1	2	3
Затраты на материалы	6 466	1,08
Затраты на энергоносители	8 601	1,44
Затраты на основную заработную плату	39 375	6,58
Дополнительная заработная плата	7 900	1,31
Отчисления в социальные фонды	14 182	2,37
Расходы на командировки	0	0
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	222 803	37,22
Оплата работ, выполненных другими организациями и предприятиями	0	0
Накладные расходы	299 327	50
Итого:	598 654	100,00

5.7 Маркетинговые исследования

1. Обратиться к посреднической фирме, которая занимается скупкой и продажей научных разработок. Преимуществом этого варианта является простота, недостатком - отсутствие максимальной выгоды.

2. Самостоятельный выход на рынок.

2.1 Изучение рынка (обратиться к средствам массовой информации: газетам, научным журналам, сборникам технической литературы).

2.2 Выбор сегмента рынка (тот сектор рынка, где возможно использование этой разработки; проверить, есть ли аналогичные разработки, запатентованы ли они).

2.3 Обращение к целевой аудитории.

2.3.1 Непосредственное обращение (рынок покупателя). Держатель разработки обращается к возможным покупателям напрямую. Преимуществом такого варианта является высокая скорость реализации, отсутствие дополнительных затрат, недостаток заключается в отсутствии максимальной выгоды (покупателю предлагается товар, поэтому он старается снизить цену).

3. Косвенное обращение (рынок продавца). Держатель разработки подготавливает целевую аудиторию (выступление в средствах массовой информации - статьи в научных журналах, описывающие разработку и её преимущества перед существующими аналогами, например: журнал «Мир металла», журнал «Наука и жизнь», журнал «Инженер»). По сравнению с прямым обращением этот способ приносит большую прибыль, но требует много времени и дополнительных затрат.

4. Кроме вышеперечисленных способов можно предложить свои идеи какому-либо предприятию, занимающемуся производством технической продукции (машиностроение, предприятия оборонно-промышленного комплекса, авиастроения). Преимуществом этого варианта является то, что малые предприятия обладают небольшим объёмом выпуска и они будут рады выйти на рынок с новой идеей.

5.8 Технико-экономическое обоснование НИР

В результате проведённых НИР создана проектная и рабочая документация, а также данные для создания опытных образцов высококачественной керамики.

Комплекс полученных результатов позволяет сделать вывод о целесообразности разработанной технологии утилизации стружки силумина с дальнейшим получением восококачественной керамики.

1. Использование методов сетевого планирования и управления позволило сократить сроки проведения НИР с 85 дней до 59 и выявить резервы времени на отдельных участках.

2. Составлена смета затрат на проведение НИР, сумма которой 598 654 рублей.

3. Так как работа проводилась в лабораторных условиях, подсчитать экономический эффект не представляется возможным. Однако результаты исследований могут быть использованы при разработке и создании технологического процесса изготовления изделий из высококачественной керамики на основе силумина.



6. ВЫВОДЫ ПО ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ

1. На основании анализа бинарных диаграмм состояния - Al₂O₃ - SiO₂ показано, что в спеченном на воздухе материале, изготовленном из осадка - продукта химического диспергирования (о-пхд) сплава Al-Si (12% масс) при избыточном содержании в нем щелочных ионов (Na⁺ и OH^-), могут образовываться алюминаты натрия (Na₂O·6Al₂O₃ и Na₂O·11Al₂O₃) и силикаты натрия (Na₂SiO₃ и Na₂Si₂O₅).

2. Предложена и отработана последовательность технологических операций, позволяющих получать спеченную керамику из о-пхд сплавов Al-Si (12% масс)

Разработанная технология основана на применении известных и общепринятых, как в керамической технологии, так и в порошковой металлургии, процессов и оборудования.

3. Особенностью процесса отмывки о-пхд сплавов Al-Si (12% масс) путем декантации является постепенное понижение показателя рН - среды с увеличением кратности циклов отмывки (с 12,9 до 10,3 - для о-пхд сплава Al-Si_{12% масс})

Максимальная степень отмывки осадка определяется минимальным значением его рН - среды, которое связано со способностью его частиц адсорбировать и удерживать щелочные ионы - Na⁺ и OH^-. Установлено, что увеличение дисперсности частиц осадка повышает его адсорбирующую способность по отношению к щелочным ионам. Экспериментально установлено проявление коагуляции частиц осадков в процессе декантации, связанной с уменьшением концентрации ионов Na⁺ в диффузном слое мицелл, приводящей к нивелированию эффекта их электростатического отталкивания.

4. Методом мокрого ситового анализа установлено, что о-пхд сплава Al-Si (12% масс) состоит, в основном (70% масс), из дисперсных частиц микронного и наноразмерного диапазона, проходящих через сито с размером ячеек 50 мкм - (дисперсная фракция - <50 мкм). Зафиксировано также образование зернистых фракций (от 63/50 мкм до > 1000 мкм).

Количественное соотношение образующихся дисперсной и зернистой фракций в осадке определяется доминированием определенного процесса, протекающего при химическом диспергировании: зернограничной щелочной коррозии сплава, либо взаимодействия раствора щелочи с поверхностью зерен сплава (первый определяет образование зернистых фракций, второй - дисперсной фракции).

5. Установлено, что увеличение степени отмывки осадка (при снижении рН среды от 12,9 до 10,3) - пхд сплава Al-Si (12% масс), приводит к повышению плотности (от 1,67 до 2,92 г/см³) и механических свойств спеченного материала (прочности при изгибе - от 5 до 125 МПа, параметра трещиностойкости - от 0,2 до 3,0 МПа· м^1/2, прочности при ударном изгибе - от 1·10³ до 2,5·10³ Дж/м²). Это связано с более плотной укладкой зерен б-Al₂O₃ вследствие образования дискретных прослоек нефелина между ними и их диффузионного сращивания по межзеренным контактам при спекании.

Особенностью его структуры является наличие значительного порового пространства, образованного системой сообщающихся пор и каналов микронного сечения, образованных в результате газовыделения при спекании образцов вследствие испарения оксидных компонентов шихты.

6. Проводимые исследования не несут опасности поражения электрическим током, для обеспечения электробезопасности применяется защитное заземление.

7. Использование методов сетевого планирования и управления позволило сократить сроки проведения НИР с 85 дней до 59 и выявить резервы времени на отдельных участках.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анциферова И.В., Кульметьева В.Б., Порозова С.Е., Ряпосов И.В. Механическая активация ультрадисперсных порошков оксида алюминия и свойства корундовой керамики. // Огнеупоры и техническая керамика. - 2008. №1.-С. 29-32.

2. Буякова С.П., Кульков С.Н. Формирование структуры пористой керамики, спеченной из нанокристаллических порошков // Огнеупоры и техническая керамика. - 2005. №11. - С. 6-11.

3. Лукин Е.С., Макаров H.A., Козлов А.И. и др. Оксидная керамика нового поколения и области ее применения // Стекло и керамика. -- 2008. -- №10.- С. 27-31.

4. Бакунов B.C., Лукин Е.С. Особенности технологии высокоплотной технической керамики. Химические методы получения исходных порошков // Стекло и керамика. - 2008. №2. - С. 3-7.

5. Бакунов B.C. Оксидная керамика: Спекание и ползучесть // Министерство образования и науки РФ, - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007.- 584 с.

6. Валиев P.3., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. - М: Логос, 2000. - 272с.

7. Гегузин Я.Е., Макаровский H.A., Богданов В. В. Об особенностях механизма спекания прессовок из ультрадисперсных порошков // Порошковая металлургия. - 1984. № 6. - С. 39-44.

8. Григорьев M.B., Кульков C.H. Особенности синтеза керамики на основе порошков А1203 различной дисперсности // Перспективные материалы - 2010. №6.

9. Gleiter Н. Materials with ultrafine microstructures: retrospectives and perspectives // Nanostruct. mater.. - 1992. - V.l. - P.l - 19.

10. Андриевский Р.А. Получение и свойства нанокристаллических и тугоплавких соединений // Успехи химии. - 1994. - № 5. - С.431 - 448.

11. Гегузин Я.Е. Физика спекания // M: Наука, 1984. - 312 с.

12. Иванов В.В., Паранин С.Н., Вихрев А.Н., А.А.Ноздрин А.А. Эффективность динамического метода уплотнения наноразмерных порошков // Материаловедение. -- 1997. - № 5. - С. 49 - 55.

13. Иванов В.В., Хрустов В.Р. Синтез керамики из наноразмерного порошка AI₂O₃, спрессованного магнитно-импульсным способом // Неорганические материалы. - 1998.- Т. 34. - № 4. - Р. 495-499.

14. Иванов В.В., Хрустов В.Р. Исследование кинетики спекания нанокерамики а- А1₂0₃ // Физика и химия обработки материалов. - 1996. - № 4. - С. 96 - 99.

15. Спивак И.И., Рысцов B.H. Исследование кинетики полиморфного превращения и его влияния на механизм спекания оксида алюминия // Известия АН СССР: Неорган. Материалы. - 1982.-Т. 18.-№7.-С. 1166-1171.

16. Лукин Е.С. современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микроструктурой. Часть 1. Влияние агрегации порошков на спекание и микроструктуру керамики.// Огнеупоры и техническая керамика. 1996№1.С.5-13.

17. Новая керамика / Под. ред. П.П. Будникова. - М.: Изд. лит. по сгр.-ву, 1969.-310 с.

18. Одзаки E. Технологии получения порошков, предназначенных для изготовления керамических материалов // Коге дзайре 1983. Т.31, №.12. с.21-28.

19. Резчиков Е.А, Ю.Л. Ткаченко, А.В. Рязанцева Безопасность жизнедеятельности - М.: МГИУ, 2012. -401 с.

20. Уманский Я.О., Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия // М.: Металлургия. - 1982. - С. 632.

21. Ушаков В.А., Мороз Э.М. Рентгенографическое исследование оксидов алюминия // Кинетика и катализ. - 1985. Т. 26. №4. - С. 963-967.

Размещено на Allbest.ru