Разработка конструкции робототехнологического комплекса для снятия отливок с термопластоавтомата
Инженерный факультет
Кафедра Технологии и оборудования
машиностроения
Дипломный проект
Тема: «Разработка
конструкции робототехнологического комплекса для снятия отливок с
термопластоавтомата»
Реферат
Пояснительная записка содержит: 100 страниц, 6 разделов, 12 рисунков, 17
таблиц, 21 источник.
Объектом исследования является робототехнологический комплекс.
Цель работы - разработка конструкции робототехнологического комплекса для
снятия отливок с термопластоавтомата.
Годовой объем выпуска изделий 5000 штук.
Основные пункты разработки положены в содержание дипломного проекта.
Итогом работы явилось оформление комплекта документов и графического
материала.
Эффективность разработанной конструкции робототехнологического комплекса
заключается в простоте и дешевизне конструкции при эксплуатации и производстве.
Содержание
1. Технологический раздел
.1 Назначение термопластоавтомата
.1.1 Технические характеристики ТПА
.1.2 Конструкция ТПА
.2 Назначение и технические характеристики
робототехнологического комплекса
.3 Состав, устройство и работа РТК
.4 Описание и работа составных частей РТК
.4.1 Манипулятор
.4.2 Блок захватов
. Конструкторский раздел
.1 Расчёт привода вертикальных перемещений
.2 Расчёт привода поперечных перемещений
.3 Расчёт шпонки
. Патентно-информационное исследование
.1 Назначение и классификация промышленных роботов
.2 Захват промышленного робота
. Экономический раздел
.1 Исходные данные
.2 Расчёт величины инвестиций
.3 Определение расходов по содержанию и эксплуатации машин и
оборудования
.4 Общепроизводственные расходы
.5 Расходы налогов, отчислений в бюджет и внебюджетные фонды,
сборов и отчислений местным органам власти
.6 Калькуляция
. Охрана труда
.1 Законодательство по охране труда
.2 Характеристика производственного процесса и анализ условий
труда на участке
.3 Разработка мероприятий по охране труда на производственном
участке
.3.1 Организационные мероприятия
.3.2 Пожарная и взрывная безопасность
.4 Техника безопасности
.5 Расчет заземляющего устройства
. Промышленная экология
.1 Ресурсопотребление, рациональное природопользование
.2 Основные загрязнители окружающей среды на производстве,
предприятии
.3 Экологизация производства
.4 Экологический паспорт предприятия
.5 Внедрение малоотходных и замкнутых технологий
.6 Создание специализированных очистных сооружений
Заключение
Список литературы
1. Технологический раздел
1.1 Назначение термопластоавтомата
ТПА предназначен для изготовления изделий из
термопластов методом литья под давлением с температурой пластикации до плюс
350° С на основе аморфных, аморфно-кристаллических, кристаллических полимеров,
кроме материалов, требующих специальной конструкции узла пластикации.
Переработке могут подвергаться окрашенные полимерные материалы, полимеры с
дисперсными наполнителями. На ТПА можно использовать термопласты,
перерабатываемые литьем под давлением. Для литья под давлением обычно
используют полимеры с показателем текучести расплава от 2 до 30 г / 10 мин.
Принцип действия ТПА основан на переработке
термопластов, при которой загруженный в машину материал приводится путем
нагрева в пластичное состояние, впрыскивается под давлением в закрытую форму
(литьевая форма), охлаждается и извлекается из формы.
Комплектация ТПА модели БЗСТ125/450.05-01:
а) цилиндр пластикации - нормальный (объём впрыска-254
см3), изготовлен и спроектирован фирмой Вrixiа Рlast диаметром шнека
45 мм, с соотношением длины к диаметру L/D 21:1;
б) цилиндр пластикации с открытым соплом;
в) диаметр базового отверстия 1ООН7;
г) выталкиватель с одним центральным толкателем, с контролем
при помощи линейки;
д) вылет сопла 45 мм, радиус сферы R10 мм, диаметр
отверстия 2,3 мм;
е) установка на виброопоры;
ж) гидрооборудование на базе аппаратов фирм Yuken,
Rexroth;
з) система охлаждения литьевой формы - блоком
ротаметров на 6 каналов, с вентилями регулирования потока охлаждающей жидкости
и термометрами контроля воды, выходящей из формы,
и) регулировка потока охлаждающей жидкости зоны
загрузки цилиндра пластикации - вручную (вентилем);
к) открытие дверей ограждения зоны запирания - вручную;
л) электрооборудование и система управления на базе
комплектующих фирмы "КеЬа" (графическая панель оператора системы
управления - ОР250О);
Внешний вид ТПА и места расположения знаков безопасности и табличек
соответствуют рисунку 1.1
Рисунок 1.1 - Общий вид термопластоавтомата
1.1.1 Технические характеристики ТПА
Технические характеристики ТПА соответствуют параметрам указанным в
таблице 1.1
Таблица 1.1 - Основные характеристики ТПА
Технические данные, указанные в таблице 1.1 помеченные
*, являются расчётными и обеспечиваются при определённых условиях: усилие
запирания 1250 кН обеспечивается при давлении в цилиндрах запирания 165 бар.
Это усилие задается с пульта, обеспечивается гидронасосом, которым управляет
клапан КДЗ с пропорциональным управлением давления;
Рекомендуется, при отладке техпроцесса литья для
предотвращения раскрытия литьевой формы (погрешность определения расчетного
усилия запирания) устанавливать усилие запирания выше расчетного:
а) для новых ТПА - 1-3%;
б) для ТПА, бывших у эксплуатации (более 7 лет)
-1-25%.
При изменении давления впрыска (при отработке техпроцесса, для получения
качественной отливки), необходимо производить перерасчет усилия запирания.
Устанавливаемое усилие запирания должно соответствовать вышеуказанным
ограничениям.
1.1.2 Конструкция ТПА
ТПА состоит их двух основных узлов: узел запирания,
узел пластикации.
Узел запирания предназначен для:
а) смыкания двух полуформ;
б) запирания литьевых форм с необходимым усилием и
удержания в таком состоянии на время впрыска и охлаждения;
в) раскрытия литьевой формы для удаления готовых
деталей, обеспечив плавность хода и величину отвода;
г) выталкивания готовых деталей, обеспечив сохранность
деталей.
Узел пластикации предназначен для:
а) расплавления материала, необходимого для заполнения
литьевой формы, до однородной массы.
б) набора необходимой дозы расплавленной массы;
в) впрыска расплавленной массы в литьевую форму;
г) подпитка расплавом формующихся деталей. ТПА имеет
горизонтальную компоновку.
Основание - сварной конструкции, опирается на восемь
регулируемых опор, которые дают возможность выставить ТПА в горизонтальной
плоскости. На основание устанавливаются основные узлы ТПА.
Узел запирания служит для смыкания литьевых форм, и
удержания их в процессе литья с заданным усилием.
Для крепления литьевых форм на несущей и подвижной
плитах имеется сетка резьбовых отверстий. Плита несущая жёстко крепится на
основании и является передней крышкой цилиндров запирания. В центре плиты
имеется отверстие для базирования литьевой формы, в плите имеются каналы
подвода давления в цилиндры запирания и отвода утечек из передних направляющих
втулок цилиндров запирания.
Все колонны для синхронного поворота (при настройке на
высоту литьевой формы) охвачены цепью. Поворот осуществляется от гидромотора.
Плита подвижная перемещается по линейным направляющим
качения. В центральной части плиты установлен выталкиватель, также имеется
отверстие для базирования литьевой формы. Подвижная плита связана с несущей
плитой штоками цилиндров запирания (колоннами) через замки, которые установлены
на полите со стороны выталкивателя. Привод замков осуществляется от гидромотора
через систему рычагов.
Цилиндр быстрого подвода форм служит для быстрого перемещения подвижной
плиты при закрытии и раскрытии формы.
Цилиндр запирания служит для запирания литьевой формы
с заданным усилием и удержания её в процессе литья. (рисунок 1.3)
Цилиндры запирания расположены в расточках несущей
плиты.
Колонна имеет с правой стороны резьбовую часть М80 для
установки силовой гайки, с левой - винтовую канавку для замков. Усилие
запирания на колонну создается поршнем через силовую гайку. Колонна перемещается
в направляющих стаканах, которые выполняют роль передней крышки цилиндра
запирания.
Поршень перемещается в гильзе и имеет две рабочие
поверхности:
а) 185x100 - запирание;
б) 185x175 - разжим (возврат в исходное).
Перемещение колонны при раскрытии ограничивается
фланцем, который жестко связан с гайкой. При отладке ТПА обеспечен зазор между
звездочкой и фланцем (0,2±0,1), поэтому при ремонте необходимо детали
использовать совместно.
Звездочка от перемещения фиксируется в корпусе двумя
цилиндрическими фиксаторами. Вращающий момент от звездочки на гайку передается
посредством шпонки.
Для выборки зазоров в резьбовом соединении колонна -
гайка в торец колонны ввернут упорный винт с контргайкой.
Выталкиватель устанавливается в центре подвижной плиты
и служит для удаления готовых деталей из литьевой формы.
Выталкиватель представляет собой гидроцилиндр,
закрепленный на кронштейне и установленный на подвижной плите.
Шток гидроцилиндра имеет расточку 16Н7 для базирования центрального
толкателя, который при необходимости может изготовить потребитель по требуемым
для эксплуатации размерам. Присоединительные размеры выталкиватель должен иметь
согласно рисунка 1.2.
Рисунок 1.2 - Цилиндр запирания
Колонны в машинах для литья под давлением и в агрегатах для производства
раздувных полых изделий служат для замыкания усилий между неподвижными плитами
устройств запирания и являются направляющими, по которым перемещается подвижная
плита с установленной на ней полуформой.
Колонны применяются также в механизмах впрыска машин для литья под
давлением большой мощности, где по ним перемещается узел привода
пластицирующего червяка, а в процессе впрыска замыкается усилие между передней
плитой, где установлен обогревательный цилиндр, и задней плитой с
гидроцилиндром впрыска.
Усилие, развиваемое устройством запирания или впрыска, воспринимается
колоннами, поэтому станина машины не нагружается. В машинах малой мощности, с
усилием запирания до 8 Отс, часто применяют две колонны. Колонны могут быть расположены
в горизонтальной или наклонной плоскости. Диагональное расположение колонн
облегчает установку и демонтаж форм, обслуживание машины в процессе
эксплуатации. В устройствах запирания с четырьмя колоннами расстояние
между колоннами в горизонтальной плоскости выбирается большим, чем в
вертикальной, что определяется удобством установки форм. Конструкция колонн
зависит от способа крепления к плитам.
1.2 Назначение и технические характеристики
робототехнологического комплекса
РТК предназначен для:
а) автоматизации процесса выгрузки из
термопластавтомата (далее по тексту - ТПА) крупногабаритных деталей и,
сокращения ручного, малоквалифицированного труда во вредных для человека
условиях;
б) РТК предназначен для выгрузки из ТПА деталей:
«Панель управления»,
«Панель передняя»,
«Панель передняя»,
«Панель внутренняя»,
«Панель наружная»,
«Крышка».
Технические характеристики РТК приведены в таблице 1.2
Таблица 1.2 - Технические характеристики
|
Наименование параметра
|
Единица измерения
|
Величина
|
|
Масса отливки, не более
|
кг
|
3
|
|
Скорость линейных
перемещений манипулятора
|
м/с
|
1,2...1,7
|
|
Вертикальный ход
манипулятора (ось Y), max
|
мм
|
2000
|
|
Продольный ход манипулятора
(ось X), max
|
мм
|
800
|
|
Поперечный ход манипулятора
(ось Z), max
|
мм
|
3230
|
|
Ширина ленты транспортера
|
мм
|
800
|
|
Высота транспортера
|
мм
|
800
|
|
Скорость движения ленты
транспортера
|
|
3,7
|
|
Питающая сеть
|
|
Трехфазная
|
|
Напряжение электропитания
|
В
|
380
|
|
Частота электротока
|
Гц
|
50
|
|
Суммарная установленная
мощность, не более
|
кВт
|
12
|
|
Номинальный потребляемый
ток, не более
|
А
|
59
|
|
Количество установленных
электродвигателей
|
шт.
|
4
|
|
Габаритные размеры, при
установке РТК на ТПА: длина ширина высота
|
мм
|
8622 5500 5770
|
|
Масса
|
кг
|
1400
|
.3 Состав, устройство и работа РТК
Состав РТК приведен в таблице 1.3
Таблица 1.3 - Состав РТК
|
Обозначение
|
Наименование
|
Количество
|
|
1
|
2
|
3
|
|
БЗК019.000.501
|
Стойка
|
1
|
|
БЗК019.000.502
|
Стойка
|
1
|
|
БЗК019.610
|
Манипулятор
|
1
|
|
БЗК019.617
|
Блок захватов
|
1
|
|
БЗК019.618
|
Блок захватов
|
1
|
|
БЗК019.750
|
Пневмооборудование
|
1
|
|
БЗК019.800
|
Электрооборудование
|
1
|
|
БЗК019.950
|
Ограждение
|
1
|
|
БЗК016.620
|
Транспортер
|
1
|
Общий вид РТК представлен на рисунке 1.3.
Трехкоординатный манипулятор (смотри рисунок 1.3 поз.
1) установлен на неподвижной плите ТПА. Исходное положение манипулятора -
положение блока захватов (смотри рисунок 1.3 поз. 2) над зоной смыкания
литьевой формы ТПА.
Блок захватов предназначен для съема деталей:
«Крышка»,
«Панель передняя»,
«Панель передняя»,
«Панель внутренняя»,
«Панель наружная».
Блок захватов предназначен для съема детали «Панель
управления».
Рисунок 1.3 - Общий вид РТК:
- манипулятор, 2 - блок захватов, 3 - транспортер, 4 -
ограждение
После размыкания литьевой формы поступает сигнал на
начало работы манипулятора. Блок захватов (смотри рисунок 1.3 поз. 2)
подводится к отливке, выталкиватели литьевой формы сталкивают отливку к
захватам, отливка с литниковой системой (при её наличии) захватывается и
выносится из зоны смыкания. ТПА получает команду готовности к началу следующего
цикла. Манипулятор (смотри рисунок 1.3 поз. 1) переносит отливку к транспортеру
(смотри рисунок 1.3 поз. 3) с поворотом ее в необходимое для укладки положение.
После чего манипулятор возвращается в исходное положение, а транспортер
перемещает отливку. Если оператор не снимает с транспортера отливки, происходит
их накопление в пределах длины участка до соответствующего выключателя на
транспортере. Рабочая зона манипулятора защищена ограждением (смотри рисунок
1.3 поз. 4).
.4 Описание и работа составных частей
РТК
1.4.1 Манипулятор
Основными механизмами манипулятора являются: Механизм вертикального
перемещения (рисунок 1.4 поз. 1), механизм продольного перемещения (рисунок 1.4
поз. 2), механизм поперечного перемещения (рисунок 1.4 поз. 3). Манипулятор
устанавливается на кронштейн, который закреплен на неподвижной плите ТПА. Для
повышения жесткости конструкции, траверса механизма продольного перемещения
дополнительно опирается на стойку.
Рисунок 1.4 - Манипулятор:
- механизм вертикального перемещения, 2 - механизм продольного перемещения,
3 - механизм поперечного перемещения
На каждом механизме установлены таблички с буквенным обозначение оси
координат, определяющей направление движения. В соответствии с этим
обозначением на экранах мобильной панели задаются хода движений основных
механизмов. Величины ходов определяются снимаемой деталью (таблица 1.4).
Таблица 1.4 - Величины ходов механизмов перемещений
|
Наименование детали
|
Механизм вертикального
перемещения
|
Механизм продольного
перемещения
|
Механизм поперечного
перемещения
|
|
|
Съем детали
|
К транспортёру
|
|
|
Вверх
|
Вниз
|
Мах
|
вперёд
|
назад
|
вперёд
|
назад
|
к транспортеру
|
в исходное
|
|
1. Панель управления 2.
Панель передняя 3. Панель передняя 4. Панель внутренняя
|
1328
|
1328
|
1888
|
100
|
100
|
459
|
459
|
2843
|
2843
|
|
5. Крышка
|
1125
|
1125
|
1888
|
68
|
68
|
278
|
278
|
2843
|
2843
|
Механизм вертикального перемещения (рисунок 1.5) (координата У)
установлен на каретках и перемещается по направляющей качения фирмы
"HIWIN". Механизм вертикального перемещения имеет балку из
пустотелого алюминиевого профиля, что позволяет снизить массу подвижных частей
при сохранении высокой жесткости, а также использовать внутреннюю полость для
прокладки электрокабелей и пневмотрубок.
Вертикальное перемещение осуществляется посредством реечно-шестеренчатой
передачи с приводом от серводвигателя с редуктором ф. "Rexroth".
Электродвигатель привода вертикального перемещения оснащен тормозом. Тормоз
накладывается при снятии напряжения с электродвигателя и удерживает подвижные
части механизма вертикального хода от самопроизвольных перемещений. На механизме
установлены два аварийных микровыключателя, которые должны сработать при выходе
за пределы возможной max величины перемещения. Дополнительно для предотвращения
выхода механизма за пределы рабочей зоны установлены механические упоры.
Рисунок 1.5 - Механизм вертикального перемещения
Прокладка электрокабелей и пневмотрубок к подвижным частям выполнена в
гибких кабельных цепях фирмы "Igus" с разделением внутренних полостей
кабельных цепей сепараторами (перегородками) на отдельные каналы. Электрокабели
и пневмотрубки на входе и выходе кабельных цепей крепятся бандажными стяжками к
концевым звеньям цепи.
Балка траверсы механизма продольного перемещения (координата X) стальная
сварная (рисунок 1.6). Механизм продольного перемещения установлен на каретках
и перемещается по двум направляющим качения фирмы "HIWIN".
Продольное (горизонтальное) перемещение осуществляется посредством
реечно-шестеренчатой передачи с приводом от серводвигателя с редуктором фирмы
"Rexroth". На механизме установлены два аварийных микровыключателя,
которые должны сработать при выходе за пределы возможной max величины
перемещения. Для предотвращения выхода механизма за пределы рабочей зоны
установлены механические упоры. На траверсе предусмотрены дополнительные
отверстия (смотри рисунок 1.6 вид А) для переустановки механических упоров при
необходимости ограничения величины хода.
Рисунок 1.6 - Механизм продольного перемещения
Прокладка электрокабелей и пневмотрубок к подвижным
частям выполнена в гибких кабельных цепях фирмы «Igus» с разделением внутренних
полостей кабельных цепей сепараторами (перегородками) на отдельные каналы.
Электрокабели и пневмотрубки на входе и выходе кабельных цепей крепятся
бандажными стяжками к концевым звеньям цепи.
Поперечное перемещение (координата Z) осуществляется зубчатым ремнем с
приводом от электродвигателя с редуктором фирмы "Rexroth". Прокладка
электрокабелей и пневмотрубок к подвижным частям выполнена в гибких кабельных
цепях фирмы "Igus" как в вертикальном и горизонтальном механизмах
перемещения. Электродвигатели привода вертикального, продольного и поперечного
перемещений оснащены встроенными датчиками абсолютного положения, позволяющими
системе управления постоянно отслеживать местонахождение механизмов.
1.4.2 Блок захватов
Блок захватов с механизмом поворота показан на рисунке
1.7.
Рисунок 1.7 - Блок захватов
- механизм поворота, 2 - блок захватов, 3 - плита
механизма поворота, 4 - пневматический цилиндр, 5 - плита блока захвата, 6 -
съемный упор, 7 - винт, 8 - вентиль
Блок захватов (рисунок 1.7 поз. 2) крепится к плите
(рисунок 1.7 поз. 3) механизма поворота (рисунок 1.7 поз. 1) при помощи упоров.
Плита блока захвата (рисунок 1.7 поз. 5) зажимается между неподвижным упором и
двумя съемными упорами (рисунок 1.7 поз. 6). Блок захвата легкосъемный, для его
демонтажа необходимо в режиме «Наладка» перевести механизм поперечного
перемещения в крайнее положение (2843 мм по оси Z) над транспортером, опустить
механизм вертикального перемещения вниз (1888 мм по оси У). Затем отсоединить
трубки подвода воздуха. Для демонтажа блока захватов необходимо отвернуть на
несколько оборотов два винта (рисунок 1.7 поз. 7), демонтировать блок захватов.
Механизм поворота имеет две плиты для установки блока
захвата, что обеспечивает возможность съема детали с подвижной и неподвижной
плит ТПА. Приводом механизма поворота является пневмоцилиндр (рисунок 1.7 поз.
4), он осуществляет поворот на угол - 90°.
Рисунок 1.8 - Блок захватов, общий вид
- присоска, 2 - зажим, 3 - трубка, 4 - винт, 5 -
захват пневматический, 6 - присоска (для удержания литников)
Блок захватов (смотри рисунок 1.8 а) предназначен для
съема деталей:
«Крышка»,
«Панель передняя»,
«Панель передняя»,
«Панель внутренняя»,
«Панель наружная».
Блок захватов (рисунок 1.8 б) входит в комплект
сменных запасных частей, он необходим для съема детали «Панель управления».
Захват отливки осуществляется вакуумными присосками
(смотри рисунок 1.8 поз. 1) с возможностью регулировки положения каждой
присоски по трем координатам. Вакуумные присоски сильфонного типа
(двухгофровые). Регулировка положения присосок осуществляется передвижением
зажимов (смотри рисунок 1.8 поз. 2) по трубкам (рисунок 1.8 поз. З), а также
осевым перемещением адаптера (резьбового стержня) присоски в зажиме. Данная
регулировка используется только после выполнения ремонтных работ - при
необходимости выставки рабочих кромок в одну плоскость.
На трубках (смотри рисунок 1.8 поз. З) блока захвата,
нанесены риски. При переналадке необходимо совмещать, край зажима с
соответствующими рисками на трубках.
Фиксация зажимов на трубках производиться при помощи
винтов (рисунок 1.8 поз. 4). Предусмотрена возможность захвата неотделяемой
литниковой системы и отделяемой (тоннельной) механическим способом с приводом
от пневмозахвата (рисунок 1.8 поз. 5) или вакуумной присоской (рисунок 1.8 поз.
6). Для создания вакуума необходимо закрыть вентиль (рисунок 1.7 поз. 8).
Переналадка блока захватов в зависимости от снимаемой
детали производиться в соответствии с таблицей переналадки. Для удобства
оператора карта переналадки выполнена в виде табличке и закреплена на стойке в
непосредственной близости от зоны обслуживания блока захвата.
Стойка
Таблица
переналадки
Рисунок 1.9 - Схема расположения таблицы переналадки
2. Конструкторский раздел
.1 Расчёт привода вертикальных перемещений
Исходные данные:
Масса груза m= 40 кг;
Диаметр шестерни D=50 мм;
Расстояние перемещения S=1 м;
Максимальная скорость v=1,7 м/с;
Время подъёма детали t=0,75 c;
Максимальное ускорение amax=10 м/c;
Масса шестерни m= 0,3 кг;
Момент инерции I=0,0001
; ŋ = 0,9 - КПД привода;
Уточняем скорость перемещения:
=
(2.1)= 
= 1,73 м/с
Время разгона:
= 
= 
= 0,17 с (2.2)
Длина пути разгона:
= 0,145 м (2.3)
Длина пути с постоянной скоростью:
м (2.4)
Время движения с постоянной скоростью:
с (2.5)
Расчёт привода подъёма движение вверх
Статическая сила тяжести при подъёме:
H (2.6)
Статический момент при подъёме:
Нм (2.7)
Ускоряющая сила:
H (2.8)
Динамический момент:
Hм (2.9)
Суммарный момент:
Hм (2.10)
Замедление:
динамический момент при торможении:
Нм (2.11)
Суммарный момент:
Нм (2.12)
Расчёт привода подъёма движение вниз
Статическая сила тяжести при опускании:
(2.13)
Статический момент при опускании:
Ускоряющая сила:
(2.15)
Динамический момент:
(2.16)
Суммарный момент:
(2.17)
Замедление:
Динамический момент при торможении:
(2.18)
Суммарный момент:
(2.19)
Выбор двигателя
Частота вращения шестерни,
(2.20)
где
v=1,7 м/с =102 м/мин; 
= 50 мм;
Угловая
скорость шестерни:
(2.21)
= 68,
Расчётный
пиковый момент нагрузки 
Нм
Расчётная
мощность электродвигателя:
(2.22)
Принимаем
электродвигатель трехфазный асинхронный, по ГОСТ 17494
Таблица
2.1 - Основные характеристики двигателя
Тип Число оборотов, 
КПДДиаметр вала, ммМасса,
|
кгКлиматическое исполнение
|
|
|
|
|
|
|
АИР80А2
|
280
|
64
|
20
|
8,4
|
У2
|
Передаточное число редуктора:
(2.23)
≈ 4
Выбираем редуктор цилиндрический одноступенчатый по ГОСТ 15150
Таблица 2.2 - Основные характеристики редуктора
|
Тип
|
Межосевое расстояние, мм
|
Номинальный крутящий момент
на выходном валу, Н∙м
|
Передаточное число
редуктора
|
Климатическое исполнение
|
|
1ЦУ-100
|
100
|
250
|
4
|
У2
|
.2 Расчёт привода поперечных перемещений
Исходные данные:
Масса перемещаемого груза m=180 кг;
Расстояние перемещения S=2 м;
Максимальное ускорение amax=10 м/c;
Время перемещения t=1,7 c; µ = 0,1 - коэффициент трения;
Диаметр шкива d = 112 мм; ŋ = 0,9 - КПД привода;
Уточняем скорость перемещения:
=
= 
= 1,27 м/с
Время разгона:
= = 
= 0,127 с
Длина пути разгона:
= 0,08 м
Длина пути с постоянной скоростью:
Время движения с постоянной скоростью:
с
Сила сопротивления качению:
(2.24)
Статический момент при перемещении:
Нм
Ускоряющая сила:
H
Динамический момент:
Hм
Суммарный момент:
Hм
Замедление:
динамический момент при торможении:
Нм
Суммарный момент:
Нм
Выбор двигателя
Частота вращения шкива,
где
v=1,27 м/с =76,2 м/мин; = 112 мм;
Угловая
скорость шкива
= 22,5
Расчётный
пиковый момент нагрузки 
Нм
Расчётная
мощность электродвигателя:
Принимаем
электродвигатель трехфазный асинхронный, по ГОСТ 17494
Таблица
2.3 - Основные характеристики двигателя
Тип Число оборотов, КПДДиаметр вала, ммМасса
кгКлиматическое
|
исполнение
|
|
|
|
|
|
|
АИР 80 В2
|
3000
|
64
|
50
|
15
|
У2
|
Передаточное число редуктора:
≈14
Выбираем редуктор цилиндрический двухступенчатый по ГОСТ 15150
Таблица 2.4 - Основные характеристики редуктора
|
Тип
|
Межосевое расстояние, мм
|
Номинальный крутящий момент
на выходном валу, Н∙м
|
Передаточное число
редуктора
|
КПД, %
|
|
1Ц2У-100
|
100
|
315
|
16
|
97
|
.3 Расчёт шпонки
Вертикальное перемещение манипулятора осуществляется посредством
реечно-шестерёнчатой передачи с приводом от электродвигателя с редуктором
1ЦУ-100. Зубчатое колесо на выходном валу редуктора, которое входит в
зацепление с рейкой, посажено на призматическую шпонку. Произведём прочностной
расчёт шпонки и убедимся, превышают ли напряжения смятия и среза, допустимые
или нет.
Исходные данные:
Диаметр вала d = 25 мм;
Материал зубчатого колеса - сталь 40Х;
Крутящий момент Т = 250 Нм;
Длина ступицы L1= 45 мм;
Условия работы Ка = 1; (по таблице 4.2.9, ст. 53)
Диаметр вала определяет размеры поперечного сечения шпонки b и h. Для
диаметра вала 25 мм b=8 мм; h=7 мм; L=40 мм; (таблица 10.1.2, ст. 126)
Рисунок 2.1 - Призматическая шпонка
Длина шпонки L определяется длиною ступицы L1, L ≤ L1 (таблица
10.1.3, ст. 125)
Рисунок 2.2 - Схема для расчёта шпонки
Напряжения смятия:
(2.26)
Напряжения среза:
(2.27)
= (20…70), МПа (ст. 126)
= (80…150), МПа
Таким образом, мы видим, что напряжения смятия и напряжения среза не
превышают допустимые. Из этого следует, что зубчатое колесо будет
работоспособно при заданных нагрузках.
3. Патентно-информационное исследование
.1 Назначение и классификация промышленных роботов
Принципиально новые возможности повышения эффективности промышленного
производства во всех его отраслях открываются при переходе к организации
технологических процессов по принципам гибкого автоматизированного производства
(ГАП). Основу принципов ГАП составляют:
• использование методов управления, обеспечивающих гибкость, т.е.
оперативную перестройку производств;
• использование в производстве автоматизированных узлов управления
оборудованием, технологическими линиями, участками, цехами и т.п. в виде
комплексов программного управления, реализуемых в ЭВМ различных;
• создание и внедрение новых методов и средств для резкого повышения
надежности функционирования ГАП в целом и, прежде всего, участков безлюдной
технологии.
• применение промышленных роботов на всех технологических операциях.
Промышленные роботы используются для загрузки станков заготовками, съёма
обработанных деталей, смены изношенного режущего инструмента, межстаночного
транспортирования заготовок, загрузки накопителей готовыми деталями, удаления
стружки.
По степени специализации роботы делят:
) универсальные
) специализированные
) специальные
Наиболее распространенным является тип напольного вспомогательного ПР с
одной горизонтальной выдвижной рукой и с вертикальной колонной, вокруг оси
которой осуществляется поворот руки. Такие роботы по грузоподъемности бывают:
сверхлегкие (с номинальным значением массы предмета до 8...10 кг), легкие (до
80...100 кг) и средней грузоподъемности (до 300 кг). Они имеют четыре степени
подвижности руки: перемещение руки по высоте, перемещение руки вдоль оси, поворот
руки вокруг собственной оси, поворот руки в горизонтальной плоскости вокруг оси
колонны. Радиус рабочей зоны при предельном выдвижении руки и вертикальный ход
определяют размеры рабочего пространства.
Второй тип напольного вспомогательного или технологического робота
выполняется с шарнирной складной рукой (оси шарниров горизонтальны). Обычно
такой робот имеет пять степеней подвижности руки. ПР данного типа выполняются
грузоподъемностью преимущественно до 5...80 кг.
К третьему типу относятся портальные ПР, имеющие одну или несколько
качающихся рук, причем каждая из рук имеет три степени подвижности.
Грузоподъемность таких роботов изменяется в пределах 20..200 кг.
К четвертому типу относятся встроенные ПР, разнообразные по схемам и
отличающиеся обычно малыми ходами руки и малой массой (поскольку в качестве
основания манипулятора используются базовые детали рабочей машины - станина,
стойка).
Наибольшие допустимые погрешности перемещения руки определяются
назначением ПР. Так, для окрасочных работ допускаются погрешности до 10 мм, а
большинство вспомогательных и технологических ПР имеют максимальные погрешности
от нескольких десятых долей миллиметра до 2...3 мм
Средние линейные скорости исполнительных устройств ПР измеряются в
пределах 0,3...1,0 м/с (в некоторых специальных ПР скорость увеличивается до
3.. 4 м/с); угловые скорости для переносных степеней подвижности, (необходимых
для обеспечения перемещения предмета в любую точку рабочего пространства) - 30
90 град/с, для ориентирующих степеней подвижности (обеспечивающих
ориентирование предмета в точке рабочего пространства) - 180…300 град/с.
Механическую часть ПР составляет манипулятор, обычно представляющий собой
многозвенный механизм с числом степеней подвижности обычно от 3 до 9.
Манипулятор может иметь неподвижное или подвижное основание (типа тележки),
перемещающееся по рельсовому пути или ригелю портала. В качестве источника
энергии в ПР используют линейные и поворотные пневмо- и гидродвигатели с
давлением воздуха 0,5...1 МПа или масла 5..10 МПа.
В последнее время в манипуляторах ПР и устройствах передвижения ПР широко
применяются электрические двигатели переменного и постоянного тока.
Значительный прогресс в создании и промышленном освоении полупроводниковых
(тиристорных и транзисторных) преобразователей (управляемых выпрямителей)
позволили создать высокоэффективные электроприводы для ПР. Особенностями
электроприводов ПР являются расширенный до 0,05 Нм диапазон малых моментов,
повышенная до 15000 мин-1 максимальная частота вращения, возможность
уменьшения инерции двигателей, встроенные передачи, тормоза и различные
датчики, отсутствие утечек энергоносителя (характерных для пневмо- и
гидроприводов), низкий уровень шума и вибраций, сравнительная простота подвода
питания, в том числе для двигателей на подвижных частях ПР. ПР оборудуется
системой датчиков, располагающихся на захвате, контролирующих положение звеньев
манипулятора и устройств перемещения. Управление роботами производится с
помощью ЭВМ по программам, составленным на основании рабочих чертежей выполняемых
операций. Однако существуют процессы, которые целесообразно не заранее
программировать, а воспользоваться фиксированием движений
высококвалифицированного опытного рабочего (например, при окраске
краскораспылителем изделий сложной формы). При этом программирование
осуществляется методом обучения, оператор командами с пульта управления
осуществляет последовательно операции покраски, которые запоминаются
управляющим устройством. После окончания процесса он может быть автоматически
воспроизведен многократно при последующей работе. Метод обучения может
использоваться и в более простых случаях (например, при перемещении изделий из
начального положения в заданное по наиболее выгодной траектории).
Для захватывания и удержания заготовок ПР оснащают захватным устройством.
Захватные устройства являются составной частью захватной системы в которую
входят: привод, передаточный механизм и сенсорный измерительный
преобразователь.
Захватные устройства бывают:
) простыми: имеют только губки с захватным движением;
) захватные устройства с приспособлениями для выполнения дополнительных
операций, т.е. измерение, клеймение;
) адаптивные, оснащены преобразователями усилия зажима, контроля и
базирования заготовок.
Захватные устройства делят на:
однозахватные;
многозахватные.
В зависимости от способа взаимодействия с объектом манипулирования
захватные устройства делят на:
) механические;
) вакуумные;
) магнитные.
Механизмы захватных устройств бывают управляемые и неуправляемые.
Неуправляемые в виде пинцета или клещей удерживают заготовку благодаря
упругости зажимного элемента. Применяются в массовом производстве.
Губки управляемых захватных устройств приводятся в движение
пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом.
Вакуумные захватные устройства основаны на принципе присасывания схвата
поверхности заготовки и обычно используются для манипулирования деталей из
стекла, керамики, при этом захватывается только одна поверхность. Захват
осуществляется одной большой присоской или несколькими маленькими.
3.2 Захват промышленного робота
Изобретение относится к области машиностроения,
роботостроения и предназначено для использования в конструкциях промышленных
роботов и манипуляторов.
Конструкция захватного устройства манипулятора робота
приведена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Захватное устройство
Захватное устройство содержит крепежный механизм 1 своей поверхностью,
обращенной к объекту захвата, приведенный в механический и тепловой контакт с
первыми спаями ТЭБ 2, вторые спаи которые контактируют с одной из поверхностей
емкости 3, заполненной легко испаряющимся теплоносителем 4. При этом внутреннюю
поверхность емкости 3 может иметь оребрение. На противоположную поверхность
емкости 3 нанесено пластичное губчатое вещество 5. Манипулятор и крепежный
механизм 1 внутри имеют каналы 6 с возможностью прокачки через них охлаждающей
жидкости.
Устройство работает следующим образом.
Посредством манипулятора устройство устанавливается
над перемещаемым объектом и затем опускается до тех пор, пока не будет
осуществлен плотный механический контакт объекта захвата с пластичным губчатым
веществом 5.
Далее осуществляется подача на ТЭБ 2 постоянного
электрического тока такой полярности, чтобы поглощение теплоты осуществлялось
на ее вторых спаях, приведенных в контакт с емкостью 3, содержащей
легкоиспаряющийся теплоноситель 4. За счет отвода теплоты от емкости 3 с
теплоносителем 4 последний конденсируется и стекает в область емкости 3,
имеющую тепловое сопряжение с пластичным губчатым веществом 5, которое в свою
очередь контактирует с объектом захвата. Вследствие испарения теплоносителя 4
осуществляется интенсивный отвод тепла от пластичного губчатого вещества 5,
температура которого снижается. При этом объект захвата примерзает к
пластичному губчатому веществу 5.
Далее происходит перемещение манипулятора в
необходимое место и установка объекта на необходимую рабочую позицию. После
этого производится изменение полярности ТЭБ 2, прогрев пластичного губчатого
вещества 5 и соответственно съем объекта захвата с манипулятора.
При работе ТЭБ 2 в режиме охлаждения (вторые спаи -
холодные, первые спаи -горячие) отвод тепла от горячих спаев осуществляется за
счет прокачки жидкости в каналах 6, выполненных в манипуляторе и крепежном
механизме 1.
Формула изобретения:
Данное захватное устройство манипулятора робота,
содержащее крепёжный механизм, отличается от блока захватов, имеющего
разработанный нами робототехнологический комплекс, тем, что оно снабжено
термоэлектрической батареей (ТЭБ), запитанной постоянным электрическим током, и
емкостью, заполненной легко испаряющимся теплоносителем. Первые спаи ТЭБ
находятся в тепловом и механическом контакте с поверхностью крепежного
механизма, а вторые спаи - с одной из поверхностей упомянутой емкости, на
противоположную поверхность которой нанесено пластичное губчатое вещество.
Причем ТЭБ работает в режиме охлаждения при захвате, перемещении и
позиционировании объекта и в режиме нагрева при съеме объекта захвата, а
манипулятор и крепежный механизм выполнены с каналами для прокачки через них
охлаждающей жидкости. Также внутренняя поверхность емкости может быть выполнена
с оребрением.
В нашем случае захват детали (отливки) осуществляется
вакуумными присосками, с возможностью регулировки положения каждой присоски по
трём координатам. Данная возможность позволяет переналадить блок захватов под
различные типы деталей, что является особым преимуществом перед другими видами
захватных устройств.
4. Экономический раздел
.1 Исходные данные
Производственная
программа изделия 
= 5000 шт. в год,
Режим
работы - односменный,
Нормативный
коэффициент загрузки оборудования 
= 0,2
Таблица
4.1 - Характеристика используемого оборудования
|
Тип станка
|
Количество станков, шт.
|
Цена одного станка, тыс.
руб.
|
Площадь, занимаемая
станками,  Мощность станков, кВт
|
|
|
Токарный
|
1
|
35000
|
4,2
|
4,4
|
|
Фрезерный
|
2
|
45000
|
12
|
14
|
|
Горизонтально-протяжной
|
1
|
50000
|
8
|
5,8
|
|
Зубофрезерный
|
2
|
45000
|
12,5
|
15
|
|
Шлифовальный
|
1
|
48000
|
5,4
|
5,2
|
Общая стоимость станков:
Спр = 35000·1 + 45000·2 + 50000·1 + 45000·2 + 48000·1 = 313000
тыс. руб.
Общая площадь станков:= 4,2 + 12 + 8 + 12,5 + 5,4 = 42,1 
Общая мощность станков:= 4,4 + 14 + 5,8 + 15 + 5,2 = 44,4 кВт
Таблица 4.2 - Данные для расчета заработной платы рабочих
|
Тип станка
|
Тарифная ставка рабочего,
тыс. руб.
|
Время обработки на каждом
типе станков, мин.
|
|
Токарный
|
2,5
|
0,5
|
|
Фрезерный
|
3
|
15
|
|
Горизонтально-протяжной
|
2,5
|
1
|
|
Зубофрезерный
|
2,7
|
16
|
|
Шлифовальный
|
2,8
|
10
|
=5000 шт.
- производственная программа i изделия;
-норма
штучно-калькуляционного времени на i операции;
-коэффициент
выполнения норм выработки;
=1 -
коэффициент сменности;
-
номинальный фонд работы оборудования при односменном режиме;
В
результате округления число единиц оборудования обозначается как принятое - 
.
Коэффициент
загрузки оборудования 
определяется в процентах среднем по техпроцессу 
, (4.1)
где
- число единиц оборудования принятое;
- число
единиц оборудования расчетное.
Степень
занятости оборудования обработкой данной детали характеризуется коэффициентом
занятости:
, (4.2)
где
=0,2 - нормативный коэффициент загрузки оборудования;
= 0,8 для
условий крупносерийного производства.
Средний
коэффициент занятости:
≈ 
= 0,25
4.2 Расчёт величины инвестиций
Расчет инвестиций включает единовременные вложения в основные фонды предприятия
и нормированную величину оборотных средств И, тыс. руб.
, (4.3)
где
- капитальные вложения в основные фонды, тыс. руб.;
= -
норматив оборотных средств на годовой объем выпуска данного изделия, тыс. руб.
И
= 408805,6 + 
.
Величина
капитальных вложений:
, (4.4)
где
- капитальные вложения в здания, млн. руб.;
-
капиталовложения в рабочие машины и оборудование;
-
капиталовложения в транспортные средства;
-
капиталовложения в инструмент;
325520
тыс. руб.
капиталовложения
в производственный инвентарь;
325520
тыс.руб.
- сопутствующие
капиталовложения;
=
61520+325520+12000+3255,2+6510,4 = 408805,6 тыс. руб.
Стоимость
производственной площади зданий определяется по формуле:
, (4.5)
где
=42,1 
-
площадь, приходящаяся все оборудование,;
=7 шт.-
принятое количество единиц оборудования;
= 1,2 -
коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;
=11- площадь, необходимая для размещения транспортных
средств, систем управления станками с ЧПУ и т.д., ;
=1000000
руб. - стоимость одного квадратного метра производственной площади, руб.
Капиталовложения в рабочие машины и оборудование
, (4.6)
где
- свободная отпускная цена всего оборудования млн.
руб.;
= 0,02 -
коэффициент, учитывающий транспортные расходы;
(
= 0,02...0,05); принимаем = 0,02;
= 0,04 -
коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования;
(
=
0,02...0,05); принимаем АМ = 0,02.
тыс. руб.
Стоимость транспортных средств определяет коэффициент:
, (4.7)
-
принятое количество транспортных средств i-го наименования;
- цена
i-го вида транспортных средств;
к
- число единиц транспортных средств на участке.
На участке работает: электрокар, стоимостью Ц = 12000 тыс. руб.
тыс. руб.
Рассчитываем величину оборотных средств.
Стоимость основных материалов в расчете на одно изделие
, (4.8)
где
п=2 - количество видов материала, используемых в изготавливаемом
изделии;
- норма
расхода материала i-го вида на одно изделие, кг;
- цена
основного материала i-го вида за 1 кг, руб.;
= 1,06 -
коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы;
(2
тыс. руб.
Стоимость
вспомогательных материалов 
на одно
изделие принимается укрупнено в размере 1% от стоимости основных материалов
= 15,476
0,15476 тыс. руб.
Общая
сумма оборотных средств на годовой объем выпуска изделий
, (4.9)
Рассчитываем
затраты на материалы с учетом возвратных отходов по формуле:
, (4.10)
где
= 
-
затраты на основные материалы, тыс. руб./шт.;
=0,7 -
количество используемого отхода материала при изготовлении единицы продукции,
кг/шт.;
=0,11 -
цена 1 кг отходов материала, тыс. руб.,
Величина
затрат на материалы в расчете на годовой объем выпуска продукции
, (4.11)
Рассчитываем
основную зарплату рабочих, занятых на технологических операциях на единицу
продукции на основании трудоемкости по формуле 
, тыс.
руб.:
, (4.12)
где
- часовая тарифная ставка соответствующего разряда
при выполнении i-ой операции, руб./ч; 
2,5 тыс.
руб./ч; 
3 тыс. руб./ч;
2,5 тыс.
руб./ч; 
2,7 тыс. руб./ч; 
2,8 тыс.
руб./ч;
- норма
штучного времени на i-ой операции, мин;
=0,5 мин,
=15 мин, 
=1 мин, 
=16 мин, 
=10 мин,
=2,1 -
коэффициент, учитывающий премии доплаты к тарифному фонду,
=1,4 -
коэффициент доплат за многостаночное обслуживание, (=1,0-1,6);
-
количество станков, обслуживаемых одним рабочим.
Для
токарных станков:
Для
фрезерных:
Для
горизонтально-протяжных:
Для
зубофрезерных:
Для
шлифовальных:
Дополнительная
заработная плата определяется в процентах от основной заработной платы 
, тыс. руб.
, (4.13)
где
- процент дополнительной зарплаты, = 17%. - по данным предприятия
термопластоавтомат робототехнологический манипулятор
Амортизация оборудования:
Величина годовых амортизационных отчислений А, тыс. руб.
, (4.14)
где
-
балансовая стоимость оборудования j-го вида, тыс. руб.;
- норма
амортизационных отчислений j-го вида основных фондов, %; оборудования 
=10%; транспорт 
=12,5%;
инструмент 
=20%.
А = (325520
Затраты на содержание и эксплуатацию машин и оборудования рассчитываем по
нижеприведенным формулам.
Основная
заработная плата вспомогательных рабочих 
, тыс.
руб.:
, (4.15)
где
=2024 - эффективный фонд времени рабочего;
=2,1 -
коэффициент, учитывающий премии доплаты к тарифному фонду;
-
часовая тарифная ставка рабочего соответствующего разряда, тыс. руб./ч, (2,25 тыс. руб./ч);
-
количество рабочих j-го разряда, чел.; =(0,12…0,48)
;
-
количество основных рабочих, чел.
Дополнительная заработная плата вспомогательных рабочих считается
аналогично, как и для основных рабочих:
Годовые
затраты на силовую электроэнергию 
, млн.
руб.:
, (4.16)
где
= 44,4- суммарная установленная мощность оборудования,
кВт;
= 1820 -
действительный фонд времени работы оборудования, ч;
=0,7 -
коэффициент спроса электроэнергии,
, 
- коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по
мощности и по времени [Методические рекомендации по технологии машиностроения];
= 0,7; = 0,66;
-
коэффициент, учитывающий потери энергии в сети, =1,03…1,05;
принимаем =1,04.
=0,277 -
стоимость 1 кВт-час энергии, тыс. руб./кВт∙час.
тыс.
руб.
Затраты на сжатый воздух:
, (4.17)
где
- среднечасовая норма расхода сжатого воздуха на один
станок, =1...3 м3/час; принимаем Нсж=2 м3/ч;
-
количество единиц оборудования, использующих сжатый воздух, шт.;
,5
- коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха;
- цена 1
м3 сжатого воздуха, =0,1 тыс.
руб.
Затраты на воду:
Затраты на воду складываются из следующих составляющих:
затраты на промывку деталей;
затраты на приготовление СОЖ;
затраты на охлаждение оборудования;
затраты на бытовые нужды.
Затраты
на промывку детали равны 
, тыс. руб.
, (4.18)
где
- расход воды на производственные нужды в моечной
машине, =3,5 
.
- масса
детали, кг;
-
стоимость 1 м3 воды на производственные нужды, =3,077 тыс. руб./м3.
Затраты
на приготовление СОЖ и охлаждение оборудования принимаем соответственно в
размере 5% и 3% от затрат воды для промывки деталей.
Затраты
на воду для бытовых нужд Св.б, руб.
, (4.19)
где
- норма расхода воды на одного работающего в смену, =0,07 м3;
- число смен в сутки;
- число
рабочих дней в году, =253 дня;
-
расчетное число работающих, чел;
-
стоимость 1 м3 воды для бытовых нужд, =3,077
тыс. руб./м3.
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
Затраты
на пар для производственных нужд 
, тыс.
руб.
, (4.20)
где
-
стоимость 1 тонны пара, =2,65 тыс. руб./т;
- норма
расхода воды в моечной машине, =3,5 м3/т;
- расход пара на подогрев 1 м3 воды, =0,16... 0,19 т/м3, принимаем =0,18 т/м3;
- расход пара на сушку 1 тонны деталей, =1,4 т/т.
тыс.
руб.
Затраты
по внутрицеховому перемещению грузов:
Эти
затраты принимаются в размере 40% от стоимости транспорта
, (4.21)
тыс. руб.
Затраты
на износ малоценных и быстроизнашивающихся инструментов
Затраты
принимаются укрупнено в размере 1000 руб. в год на одного работающего с учетом
коэффициента занятости 
тыс.
руб.
Затраты
на капитальный и текущий профилактический ремонт
Затраты
определяются укрупнено 
, тыс. руб.
, (4.22)
где
и 
- соответственно общая стоимость оборудования и
дорогостоящего инструмента и приспособлений.
тыс.
руб.
Прочие
расходы 
, тыс. руб., определяются укрупнено в размере 3…5% от
расходов по содержанию и эксплуатации машин и оборудования.
тыс. руб.
4.4
Общепроизводственные расходы
Содержание
аппарата управления цехом
В
состав этих затрат входит основная и дополнительная заработная плата
руководителей, специалистов и служащих.
Количество
руководителей, специалистов и служащих принимаем укрупнено в процентах от
общего числа рабочих (основных и вспомогательных). Специалистов - 10%, служащих
- 5%, руководителей -2%.
Основная
заработная плата руководителей, специалистов и служащих в расчете на годовой
объем выпуска рассчитывается по формулам
, (4.23)
, (4.24)
. (4.25)
где
, 
, 
-
среднемесячные оклады руководителей, специалистов, служащих. По базовому
предприятию: руководители - 800 тыс. руб., специалисты - 650 тыс. руб.,
служащие - 500 тыс. руб.;
, 
, 
- численность соответствующей категории работников;
-
коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда заработной платы за счет
доплат =1,7.
Дополнительная
заработная плата определяется в размере 17% от основной заработной платы.
чел;
1 чел;
чел;
тыс.
руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
тыс. руб.
Затраты
на текущий ремонт зданий и сооружений:
Эти
затраты принимаются в размере 1-3% от стоимости зданий и инвентаря с учетом Кзан
:
. (4.26)
тыс. руб.
Затраты
на содержание и эксплуатацию зданий и сооружений
Эти
затраты определяются исходя из норматива затрат на 1 м2
производственной площади с учетом . По
данным базового предприятия этот норматив составляет Ц = 10000 тыс.
руб./м2.
тыс.
руб.
Затраты
на амортизацию зданий, сооружений и инвентаря.
Эти
затраты А, тыс. руб. принимаются исходя из их стоимости, норм
амортизации и .
. (4.27)
Нормы
амортизации: для зданий 
= 12,5%, для инвентаря = 5,6%.
тыс. руб.
Затраты
на освещение зданий
, (4.28)
где
= 100 м2 - площадь зданий;
, 
-
соответственно нормы расхода электроэнергии на освещение 1 м2 (для
производственных, вспомогательных и бытовых помещений = 0,15 кВт ч/м2; для дежурного освещения = 0,26 кВт ч/м2);
- годовое число часов осветительной нагрузки, для
односменной работы = 520 ч;
- цена 1 кВт·час электроэнергии, =0,277 тыс. руб./кВт·ч.
тыс.
руб.
Затраты
на пар для отопления зданий 
, тыс.
руб.
, (4.29)
где h =10,8 - высота здания, м;
- норма расхода пара в тоннах на 1 м2
здания, = 0,47 т/м3; - стоимость
1 тонны пара, =2,65 тыс. руб./т.
тыс. руб.
Охрана
труда:
Расходы
по этой статье берутся укрупнено в расчете на одного работающего и их расчетной
численности с учетом коэффициента занятости . По
данным базового предприятия на одного работающего - 8,5 тыс. руб.
тыс.
руб.
Прочие
расходы:
Прочие
расходы принимаем в размере 3% от общепроизводственных расходов.
тыс. руб.
4.5
Расходы налогов, отчислений в бюджет и внебюджетные фонды, сборов и отчислений
местным органам власти
Расходы
по данной статье принимаем укрупнено в размере 47% от расходов на оплату труда
всех категорий работников (сумма основной и дополнительной заработной платы)
. (4.30)
тыс.
руб.
Рентабельность
по чистой прибыли Рп, %:
, (4.31)
%
Годовой экономический эффект:
, (4.32)
тыс.
руб.
Период
возврата инвестиций:
. (4.33)
года
Производительность труда в расчете на одного работающего:
, (4.34)
где О - годовой объем выпуска продукции в стоимостном выражении (в
свободных отпускных ценах), тыс. руб.;
Чраб - численность работающих по соответствующему варианту
техпроцесса, чел.
тыс.
руб./чел.
Фондоотдача:
, (4.35)
где
- стоимость основных фондов предприятия (с учетом
коэффициента занятости), тыс. руб.
тыс.
руб./тыс. руб. фондов
4.6 Калькуляция
Таблица 4.3 - Величины инвестиций по вариантам, тыс. руб.
|
Направление инвестиций
|
Проектируемый вариант
|
|
1. Здания и сооружения
|
61520
|
|
2. Рабочие машины и
оборудование
|
325520
|
|
3. Транспортные средства
|
12000
|
|
4. Технологическая оснастка
|
3255,2
|
|
5. Производственный
инвентарь
|
6510,4
|
|
Итого основных фондов
|
408805,6
|
|
Оборотные средства
|
78153,8
|
|
Всего инвестиций
|
180355,2
|
Таблица 4.4 - Калькуляция себестоимости продукции
|
Наименование статей
|
Проектируемый вариант
|
|
Себестоимость
|
|
единицы продукции
|
годового объема
|
|
1. Сырье и материалы за
вычетом отходов
|
15,399
|
76995
|
|
2. Основная зарплата
производственных рабочих
|
3,71
|
18550
|
|
3. Дополнительная зарплата
производственных рабочих
|
0,63
|
3150
|
|
4. Налоги, отчисления в
бюджет и внебюджетные фонды, сборы и отчисления местным органам власти.
|
3,39
|
16982,5
|
|
5. Расходы на содержание и
эксплуатацию машин и оборудования, в т.ч. заработная плата амортизация
|
5,08 0,559 1,74
|
25415,39 2797,29 8675,76
|
|
6. Общепроизводственные
расходы, в т.ч. заработная плата амортизация
|
3,3 2,3 0,4
|
16546,7 11635,6 2013,6
|
|
Итого (полная) цеховая
себестоимость  31,24156180
|
|
|
Таблица 4.5 - Исходные данные по определению годового объема выпуска
продукции в свободных отпускных ценах и чистой прибыли
|
Наименование показателя
|
Проектный вариант
|
|
1. Объем производства в
натуральном выражении N, шт.
|
5000
|
|
2. Величина инвестиций И,
тыс. руб.
|
486959,4
|
|
3. Стоимость основных
фондов  , тыс. руб.408805,6
|
|
|
4. Полная (цеховая)
себестоимость , тыс. руб. 31,24
|
|
|
5. Реальная рентабельность
предприятия в базовом варианте,  ,%10
|
|
|
6. Ставка налогов на
недвижимость  ,%1
|
|
|
7. Ставка налога на
добавленную стоимость  ,%18
|
|
|
8. Ставка налога на
прибыль,  ,%24
|
|
|
9. Ставка налогов из
выручки (с/х.)%
|
2
|
Таблица 4.6 - Расчет свободной отпускной цены единицы продукции
|
Показатели
|
Порядок расчета
|
Значения
|
|
1. Полная цеховая
себестоимость единицы продукции Табл.
4.3.31,24
|
|
|
|
2. прибыль, включаемая в
цену
|
 3,124
|
|
|
3. Оптовая цена   34,364
|
|
|
|
4. Налоги из выручки (с/х
налог)
|
 0,7
|
|
|
5. Свободная отпускная цена
без НДС
|
 35
|
|
|
6. Налог на добавленную
стоимость
|
 6,3
|
|
|
7. Свободная отпускная цена
с НДС
|
 41,3
|
|
Таблица 4.7 - Расчет чистой прибыли
|
Показатели
|
Расчетные формулы
|
Значения
|
|
1. Объем выпуска продукции
в свободных отпускных ценах с учетом НДС.
|
 206500
|
|
|
2. Объем выпуска продукции
в своб. отп. ценах без учета НДС
|
 175000
|
|
|
3. Отчислении, включаемые в
отпускную цену и выплачиваемые из выручки (с/х налог).
|
 3500
|
|
|
4. Объем выпуска
(реализации) продукции в оптовых ценах   171500
|
|
|
|
5. Прибыль балансовая
|
 171468,76
|
|
|
6. Налог на недвижимость
|
 4088
|
|
|
7. Налогооблагаемая база
для расчета налога на прибыль
|
 167380,7
|
|
|
8. Налог на прибыль
|
 40171,4
|
|
|
9. Налогооблагаемая база
для расчета местных налогов
|
 127209,3
|
|
|
10. Местные налоги и сборы
|
 63,6
|
|
|
11. Чистая прибыль
|
 127145,76
|
|
Таблица 4.8 - Основные технико-экономические показатели проекта
|
Наименования показателей
|
Значение показателей по
вариантам
|
|
проектный
|
|
1. Годовой объем выпуска
продукции - в натуральном выражении, шт. - в стоимостном выражении по цене
базового предприятия, тыс. руб.
|
5000 206500
|
|
2. Стоимость основных
фондов, тыс. руб.
|
408805,6
|
|
3. Трудоемкость
изготовления единицы продукции, мин/шт.
|
42,5
|
|
4. Амортизационные
отчисления, тыс. руб.
|
10689,36
|
|
5. Численность работающих,
чел.
|
6
|
|
6. Себестоимость единицы
продукции, тыс. руб.
|
31,24
|
|
7. Производительность
труда, тыс. руб./чел.
|
29166
|
|
8. Фондоотдача, тыс.
руб./тыс. руб. фондов.
|
1,71
|
|
9. Период возврата
инвестиций, лет.
|
4
|
|
10. Рентабельность, %.
|
26
|
|
11. Прибыль, остающаяся в
распоряжении предприятия, тыс. руб.
|
127145,76
|
|
12. Годовой экономический
эффект, тыс. руб.
|
78449,82
|
5. Охрана
труда
.1
Законодательство по охране труда
Забота об улучшении условий труда и повышении безопасности всегда находится
в центре внимания. В законодательство по охране труда входит: Конституция
Республики Беларусь, Трудовой кодекс Республики Беларусь (глава 16), система
стандартов безопасности труда (ССБТ), постановления правительства, Закон
Республики Беларусь об охране труда, постановления и приказы организаций и
ведомств (Министерство труда) стандарт предприятия (СТП) и другие.
В Законодательстве об охране труда отражено:
1. Правила организации охраны труда на предприятии (учреждении), о
планировании и финансировании мероприятий по охране труда.
2. Правила по технике безопасности и производственной санитарии, в
том числе правила, обеспечивающие индивидуальную защиту работающих от
производственных травм и профессиональных заболеваний, включая льготы и
компенсации за неблагоприятные (вредные) условия труда.
3. Правила и нормы по специальной охране труда женщин, молодёжи и
лиц с пониженной трудоспособностью.
4. Правила регулирующие деятельность органов государственного
надзора и общественного контроля в области охраны труда.
5. Правовые нормы, в которых предусматривается ответственность за
нарушение законодательства об охране труда.
В Конституции закреплены права граждан страны, а также неотделимые от
осуществления прав и свобод обязанности.
Статья 21 определяет заботу государства об улучшении условий, и охраны
труда, его научной организации, о сокращении, а в дальнейшем и полном
вытеснении тяжелого физического труда на основе комплексной механизации
и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства.
Статья 41 закрепила за гражданами Республики Беларусь право на отдых. Это
право обеспечивается установлением для рабочих и служащих рабочей недели, не
превышающей 41 часа, сокращенным рабочим днем для ряда профессий и производств,
сокращенной продолжительностью работы в ночное время, а также предоставлением
ежегодных оплачиваемых отпусков, дней еженедельного отдыха и расширением сети
культурно-просветительных и оздоровительных учреждений.
Статья 42 закрепляет право граждан Республики Беларусь на охрану
здоровья. Оно обеспечивается бесплатной квалифицированной медицинской помощью,
оказываемой государственными учреждениями здравоохранения, а также развитием и
совершенствованием техники безопасности и производственной санитарии; мерами по
оздоровлению окружающей среды; развертыванием научных исследований,
направленных на предупреждение и снижение заболеваемости, на обеспечение
активной долголетней жизни граждан.
Обеспечение здоровых и безопасных условий труда возлагается на
администрацию предприятий и учреждений. Администрация обязана внедрять
современные средства техники безопасности, предупреждающие производственный
травматизм, и обеспечивать санитарно-гигиенические условия, предотвращающие
возникновение профессиональных заболеваний рабочих и служащих. Производственные
здания, сооружения, технологические процессы должны отвечать требованиям,
обеспечивающим здоровье и безопасные условия труда. Эти требования включают:
а) рациональное использование территории и производственных помещений;
б) правильную эксплуатацию оборудования и организацию технологических
процессов;
в) защиту работающих от воздействия вредных условий труда;
г) содержание производственных помещений и рабочих мест в соответствии с
санитарно-гигиеническими нормами и правилами;
д) устройство санитарно-бытовых помещений. При проектировании,
строительстве и эксплуатации производственных зданий и сооружений должны
соблюдаться правила и нормы по охране труда.
Запрещается принимать и вводить в эксплуатацию предприятия, не отвечающие
требованиям охраны труда. Ни одно предприятие, цех, участок, производство не
могут быть приняты и введены в эксплуатацию, если на них не обеспечены здоровые
и безопасные условия труда. Ввод в эксплуатацию новых и реконструированных
объектов производственного назначения не допускается без разрешения органов,
осуществляющих государственный санитарный и технический надзор, а также
профсоюзного комитета предприятий, вводящих объект в эксплуатацию.
.2
Характеристика производственного процесса и анализ условий труда на участке
В цехе механической обработки на участке изготовления
изделия основание имеются агрегатные, сверлильные, зубодолбёжные,
зубофрезерные, многоцелевые, шлифовальные станки, моечные машины. Вследствие
этого могут иметь место опасные (ОПФ) и вредные производственные факторы (ВПФ).
Эти факторы по своей природе и воздействию на человека подразделяются на:
·
физические,
оказывающие действие посредством заключенной в них энергии;
·
химические,
воздействующие на человека преимущественно раздражающе и вызывающие аллергию,
проникающие через органы дыхания, кожные покровы и слизистые оболочки;
·
биологические
включают опасные свойства бактерий, вирусов и продуктов их жизнедеятельности,
источником которых является СОЖ, а также продуктов жизнедеятельности людей;
·
психофизиологические,
воздействующие на людей на рассматриваемых участках (физические перегрузки и
перенапряжение анализаторов человека, утомление и монотонность труда).
В результате работы станков все движущиеся части станков вызывают
колебания и шум. Электроэнергия широко применяется на машиностроительных
предприятиях для нагревательных установок, технологического оборудования и
освещения. Следовательно, с электроэнергией связаны в той или иной степени все
работающие. Причинами, нарушающими нормальную работу электрической установки,
могут быть короткое замыкание, перегрузка проводов сети, возникновение больших
переходных сопротивлений.
Транспортирование заготовок между участками производится при помощи
электрокара, а межоперационные перемещения - при помощи кранбалки. При
перевозке грузов на электрокаре причиной травматизма в большинстве случаев
бывает несоблюдение предельно допустимых скоростей. Для надежной фиксации
заготовки в приспособлении при обработке на станках применяется пневмопривод,
выводимый из пневмоцилиндра воздух содержит вредные примеси и загрязняет
воздух.
5.3 Разработка мероприятий по охране труда на
производственном участке
.3.1 Организационные мероприятия
Необходимо обеспечить оптимальные метеорологические условия в помещениях
и необходимые условия по очистке воздуха.
В результате работы станков все движущиеся части станков вызывают
колебания и шум, необходимо предусмотреть мероприятия по устранению или
уменьшению воздействия вибрации и шума на человека.
Производственная санитария
В ГОСТ 12.0.002-88 техника безопасности определена как система
организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие
на работающих опасных производственных факторов, а производственная санитария -
как система организационных, технических средств, предотвращающих или
уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.
К числу норм по технике безопасности и производственной санитарии
относятся нормы, устанавливающие меры индивидуальной защиты работающих от
профессиональных заболеваний и производственных травм. Эти нормы
предусматривают следующее:
1. Рабочие и служащие, занятые на тяжелых работах и на работах с вредными
или опасными условиями труда, а также на работах, связанных с движением
транспорта, проходят обязательные предварительные при поступлении на работу и
периодические медицинские осмотры для определения пригодности их к поручаемой
работе и предупреждения профессиональных заболеваний.
2. Для рабочих и служащих, занятых на работах с вредными условиями труда,
устанавливается сокращенная продолжительность рабочего времени не более 36 ч в
неделю и предоставляются дополнительные ежегодные отпуска.
В помещениях с постоянными рабочими местами должно предусматриваться
естественное освещение, в остальных - искусственное освещение.
Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или
площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания
работающих. Температура воздуха оказывает большое влияние на самочувствие
человека и производительность труда. Высокая температура воздуха в
производственных помещениях при сохранении других параметров вызывает быструю
утомляемость работающего. Низкая температура может вызвать местное и общее
охлаждение организма и стать причиной ряда простудных заболеваний.
Относительная влажность - отношение в процентах абсолютной влажности к
максимальной влажности при данных температурных условиях.
Скорость воздуха на рабочих местах в производственных помещениях имеет
большое значение для создания благоприятных условий труда. Организм человека
начинает ощущать воздушные потоки при скорости около 0,15 м/с, причем, если эти
воздушные потоки имеют температуру до 360, организм человека ощущает
освежающее действие, а при температуре свыше 400 они действуют
угнетающе. В данном технологическом процессе для поддержания чистоты и
температуры воздуха предусмотрена местная вентиляция (помимо общей) и
кондиционирование.
Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в
рабочей зоне производственных помещений должны соответствовать нормам,
указанным в ГОСТ 12.1.005.
Таблица 5.1 -
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны
|
Вещества
|
ПДК, мг/м3
|
Класс опасности
|
|
Ацетон
|
200
|
4
|
|
Аммиак
|
20
|
4
|
|
Бензин топливный
|
100
|
4
|
|
Медь
|
1
|
2
|
|
Марганец
|
0,3
|
2
|
Для
поддержания нормальных метеорологических условий и чистоты воздуха, в таком
производственном помещении предусматривается приточно-вытяжная вентиляция и
кондиционирование воздуха.
Естественное
освещение - это освещение помещений светом неба (прямым или отраженным),
проникающим через световые проемы в ограждающих конструкциях. Подразделяется на
боковое - через проемы в стенах, верхнее - через светоаэрационные фонари,
световые проемы в перекрытии, а также через проемы в местах перепада высот
здания и комбинированное - сочетание верхнего и бокового.
При верхнем
или верхнем и боковом естественном освещении нормируется среднее значение
коэффициентов естественного освещения (КЕО). Значения КЕО, установленные в СНБ
2.04.05-98, приведены в таблице 5.3.
Производственное
помещение, где расположен проектируемый участок, в соответствии со СНБ
2.04.05-98 по задачам зрительной работы относится к 1-ой группе. Выполняемые
работы соответствуют 4-му разряду зрительной работы. Нормированное значение КЕО
для данного производства верхнее и комбинированное освещение 4%, боковое -
1,5%.
5.3.2 Пожарная и взрывная безопасность
Пожары и взрывы на машиностроительных предприятиях представляют большую
опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб.
Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и
активной пожарной защиты.
Понятие пожарной профилактики включает комплекс мероприятий, необходимых
для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его последствий. Под
активной пожарной защитой понимаются меры, обеспечивающие успешную борьбу с
возникающими пожарами или взрывоопасной ситуацией.
Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и
пожарной защиты, включающими комплекс организационных мероприятий и технических
средств. Основы противопожарной защиты предприятий определены стандартами (ГОСТ
12.1.004-88 "Пожарная безопасность" и ГОСТ 12.1.010-88
"Взрывобезопасность. Общие требования").
Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные,
технические, режимные и эксплуатационные.
Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин
и внутризаводского транспорта, правильное содержание зданий, территории,
противопожарный инструктаж рабочих и служащих, организацию добровольных пожарных
дружин, пожарно-технических комиссий, издание приказов по вопросам усиления
пожарной безопасности и т. д.
К техническим мероприятиям относятся: соблюдение противопожарных правил,
норм при проектировании зданий, при устройстве
электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения,
правильное размещение оборудования. Эксплуатационными мероприятиями являются
своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического
оборудования. В системе предотвращения пожаров большое значение имеет пожарная
профилактика. Она предусматривает мероприятия по предупреждению и ликвидации
пожаров:
необходима установка сигнализации, которая обеспечивает подачу быстрого и
точного сообщения о пожаре с указанием места его возникновения;- эвакуационные
выходы должны дать возможность людям безопасно и в короткий срок покинуть
помещение в случае пожара.
- повышение огнестойкости здания можно достигнуть облицовкой или
оштукатуриванием металлических конструкций. Преимуществом пользуются
облицовочные материалы, обладающие минимальной массой и минимальным
коэффициентом теплопроводности;
5.4 Техника безопасности
В ГОСТ 12.0.002-80 техника безопасности определена как
система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих
воздействие на работающих опасных производственных факторов. Правила по технике
безопасности содержат требования технического характера, направленные на защиту
работающих от воздействия предметов и средств труда, безопасную работу машин,
оборудования и инструментов.
Межотраслевые правила и нормы по технике безопасности
закрепляют важнейшие гарантии безопасности и гигиены труда либо в нескольких
отраслях, либо в отдельных видах производств, работ или на отдельных типах
оборудования в любых отраслях народного хозяйства.
К числу норм по технике безопасности относятся нормы,
устанавливающие меры индивидуальной защиты работающих от профессиональных
заболеваний и производственных травм. Эти нормы предусматривают следующее: на
работах с вредными условиями труда, а также на работах, производимых в особых
температурных условиях или связанных с загрязнением, рабочим и служащим
выдаются бесплатно по установленным нормам специальная одежда, специальная
обувь и другие средства индивидуальной защиты. Рабочие и служащие обязаны
пользоваться в рабочее время выдаваемыми им средствами индивидуальной защиты.
движущиеся и машины и механизмы, подвижные части
производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки;
-наличие стружки, заусенцев и острых кромок на поверхностях заготовок,
оборудования, инструментов;
-повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования,
деталей, инструментов;
-электрический ток на всем участке.
В основу безопасности технологического процесса положены ГОСТ 12.0.002-80
и ГОСТ 12.3.025-80, предусматривающие конструкции станков с ограждением для
предупреждения травм от движущихся частей станка согласно ГОСТ 12.2.003-74.
Участок в составе цеха оборудован всеми необходимыми санаторно-бытовыми
гигиеническими и вспомогательными помещениями согласно ГОСТ 12.4.026-76.
Оборудование на участке установлено согласно «Норм технологического
оборудования». Станки расположены в линию согласно технологическому
процессу. Для работающих обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их
действий во время выполнения работы. На рабочих местах предусмотрены площадки,
на которых расположены стеллажи, тара, столы. На каждом рабочем месте около
стола на полу имеется деревянный трап на всю длину рабочей зоны и по ширине не
менее 0,6 м от выступающих частей станка.
В качестве мер по защите от поражения электрическим током на участке
предусмотрено применение:
·
защитного
зануления находящегося на участке оборудования (в соответствии с ГОСТ
12.1.030-81);
·
изоляции
токопроводящих частей электроустановок, согласно ГОСТ 12.0.075-75;
·
ограждений,
предназначенных для временной недоступности к токопроводящим частям.
На работах, связанных с загрязнением, рабочим и
служащим выдается бесплатно по установленным нормам мыло. На работах, где
возможно воздействие на кожу вредно действующих веществ, выдаются бесплатно по
установленным нормам смывающие и обезвреживающие средства.
Рабочим и служащим, работающим в холодное время года
на открытом воздухе или в закрытых не обогреваемых помещениях, грузчикам,
занятым на погрузочно-разгрузочных работах, а также другим категориям
работников в случаях, предусмотренных законодательством, предоставляются
специальные перерывы для обогревания и отдыха, которые включаются в рабочее
время.
Рабочих и служащих, нуждающихся по состоянию здоровья
в предоставлении более легкой работы, администрация предприятия (учреждения)
обязана перевести с их согласия на такую работу в соответствии с медицинским
заключением временно или без ограничения срока.
Администрация предприятий, цехов и участков в области
охраны труда, техники безопасности и промсанитарии обязана:
а) создать безопасные условия работы при осуществлении
технологических и производственных процессов и операций;
б) своевременно проводить мероприятия по технике
безопасности, промсанитарии, механизации и автоматизации тяжелых, вредных и
опасных работ;
в) обеспечить нормальные температурно-влажностные
условия и чистоту воздуха в помещениях, в которых находятся рабочие или
служащие;
г) обучать рабочих и инженерно-технический персонал
безопасным методам труда, проводить систематический инструктаж и
пропагандировать безопасные приемы работы;
д) снабжать рабочих необходимой спецодеждой и
средствами индивидуальной защиты.
Организация работы по охране труда на предприятиях
осуществляется административно-техническим персоналом предприятия: в пределах
всего предприятия - директором и главным инженером, а в цехах, на участках, в
лабораториях - начальниками этих цехов, участков и лабораторий. В соответствии
с существующими положениями эти же лица несут и ответственность за состояние
охраны труда, выполнение правил техники безопасности и производственной
санитарии.
Предупреждение аварий и несчастных случаев не может
быть обеспечено без надлежащего инструктажа и обучения работающих по технике
безопасности.
На участках с повышенной опасностью и сложными
процессами производства каждый рабочий после практического обучения безопасным
методам труда обязан пройти индивидуальную проверку усвоения практических
приемов безопасной работы в специальных комиссиях, возглавляемых начальниками
соответствующих цехов. Допуск к работе без предварительного инструктажа по
технике безопасности запрещается. Рабочих, обслуживающих объекты повышенной
опасности, надлежит ежегодно переаттестовывать.
Инструктаж рабочих по безопасным приемам и методам
работы проводится по следующим его видам.
Вводный инструктаж каждого вновь поступающего на
предприятие проводится с целью ознакомления его с характером производства,
источниками опасностей и вредностей, правилами внутреннего распорядка, основными
требованиями общей и личной гигиены. Вводный инструктаж проводит инженер по
технике безопасности предприятия, а при его отсутствии - технический
руководитель предприятия.
Инструктаж на рабочем месте (первичный) проводится с
каждым работником, вновь поступившим или переведенным с одной работы на другую
или с одного вида оборудования на другое. Инструктаж проводит мастер или
руководитель участка на рабочем месте. До начала работы следует подробно
ознакомить рабочего: а) с устройством оборудования, на котором ему предстоит
работать; б) с правильной и безопасной организацией рабочего места; в) с
содержанием инструкций по технике безопасности при работе на данном
оборудовании и выполнении операций; г) с безопасными приемами работы.
Помимо первичного инструктажа все вновь прибывшие
рабочие, занятые на работах повышенной опасности, обязаны пройти обучение
безопасным приемам работы непосредственно на рабочих местах в течение первых
6-10 смен в зависимости от сложности работы.
Периодический повторный инструктаж по безопасным
приемам и методам работы проводится со всеми рабочими независимо от их
квалификации и стажа работы по данной профессии через 3-6 месяцев.
5.5 Расчет заземляющего устройства
. Исходные данные:
Напряжение электроустановок - до 1000 В
Суммарная мощность электроустановок - 74,8 кВт
Грунт - песок
Удельное
сопротивление грунта - 
Ом×м
Тип
заземлителя и размеры сечения стержень-уголок - 50х50х4
Расстояние
между стержнями - 
м
Длина
стержня заземлителя - 
м
Отношение
расстояния между заземлителями к их длине - 4
Глубина
заложения верхних концов стержней
и
соединительных проводников - 
м
Размеры
сечения заземляющих соединительных
проводников
(полоса) - 12х4
Способ
заложения заземлителей - в ряд.
2. Расчет сопротивления единичного заземлителя растеканию тока
, Ом
(5.1)
где
Ом×м - удельное сопротивление
грунта;
d
= 0,95×b = 0,95×50 =
47,5 мм - диаметр стержня трубы;
- ширина
полки стержня уголка;
l
= 2,5 м - длина стержня-электрода;
Н
- глубина заложения стержня-электрода.
(5.2)
Ом.
3. Предварительное определение количества заземления.
, шт.
(5.3)
где
- коэффициент использования вертикального стержневого
заземлителя;
Ом при
напряжении до 1000 В и суммарной мощности электроустановок менее 100 кВт. Из
[20] принимаем 
4. Длина соединительной полосы заземлителя при расположении в ряд:
, м (5.4)
, м
5. Сопротивление растеканию тока полосы
соединительного провода как заземлителя:
,Ом (5.5)
Ом.
.
Сопротивление группового искусственного заземлителя 
, состоящего из параллельно включенных стержневых
заземлителей и полосы:
, Ом
(5.6)
где
- коэффициент использования одиночной полосы
соединительного провода.
Ом.
7. Проверка.
Необходимо чтобы сопротивление заземляющего устройства растеканию тока
было равно или несколько меньше дополнительного сопротивления:
условие
выполняется.
6. Промышленная экология
.1 Ресурсопотребление, рациональное природопользование
В соответствии с законом определяются общие мероприятия и положения об
охране атмосферы, устанавливаются нормативы предельно допустимых концентраций
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, а также предельно допустимых
выбросов вредных примесей.
На машиностроительных заводах применяют следующие методы обезвреживания
газообразных выбросов:
конденсаторный метод, заключающийся в охлаждении паровоздушной смеси ниже
точки росы в специальных теплообменниках - конденсаторах;
компрессорный метод - сжатие обезвреживаемого газа и его последующее
охлаждение;
абсорбционный метод, основанный на диффузии газообразных примесей, на
поверхности раздела газ-жидкость с переходом газа в жидкую фазу;
абсорбционный метод, основанный на физических свойствах некоторых твердых
тел с ультрамикроскопической структурой выборочно извлекать отдельные
компоненты из газовой смеси и удерживать их на своей поверхности;
электростатический метод, принцип действия которого состоит в улавливании
в поле электрических сил веществ, находящихся во взвешенном состоянии в виде пыли
или тумана;
окислительный метод, заключающийся в окислении веществ до менее токсичных
соединений; при этом различают низкотемпературное каталитическое окисление (с
утилизацией или без утилизации тепла) и высокотемпературное дожигание (с
утилизацией или без утилизации тепла).
Очистку вентиляционных выбросов от механических примесей осуществляют
аппаратами мокрого или сухого пылеулавливания, волокнистыми фильтрами и
электрофильтрами.
В качестве фильтров используют различные фильтрующие тонко - и грубо волокнистые
материалы. Кроме того, на предприятиях машиностроения широкое применение нашли
электрофильтры, которые в зависимости от способа удаления осажденных на
электродах частиц, подразделяются на сухие и мокрые.
Охрана и рациональное использование водных ресурсов осуществляются в
соответствии с основами водного законодательства.
На предприятии очистка сточных вод осуществляется, как правило, в
отстойниках, шлаконакопителях, нефте- и маслоловушках с использованием в ряде
случаев коагулянтов. Полученный шлам, содержащий большое количество металлов,
утилизируется и включается в состав шихты. Очищенные воды в большинстве случаев
используется в системах оборотного водоснабжения.
Любое изъятие земель для размещения предприятия осуществляется в
соответствии с основами земельного законодательства. В целях снижения
загрязнения почв различными промышленными отходами в практике охраны земельных
ресурсов предусматривают следующие мероприятия: утилизация, обезвреживание
методом сжигания, захоронение на специальных полигонах, организация
совершенствованных свалок.
6.2 Основные загрязнители окружающей
среды на производстве, предприятии
Непосредственно в механических цехах машиностроительных предприятий
процессы обтачки, шлифовки, полировки сопровождаются пылевыделением, интенсивность
которого зависит от вида обрабатываемого материала, используемого абразивного
или другого инструмента, сухого или влажного метода обработки, наличие и
конструкция пылеотсасывающих устройств.
На машиностроительных заводах применяют методы обезвреживания
газообразных выбросов:
а) конденсаторный метод, заключается в охлаждении паровоздушной смеси
ниже точки росы в специальных теплообменниках-конденсаторах;
б) компрессорный метод сжатия обезвреживаемого газа и его последующее
охлаждение;
в) абсорбционный метод, основанный на диффузии газообразных примесей, на
поверхности раздела газ-жидкость с переходом газа в жидкую фазу;
г) абсорбционный метод, основанный на физических свойствах некоторых
твердых тел с ультрамикроскопической структурой выборочно извлекать компоненты
из газовой смеси и удерживать их в своей поверхности;
д) электростатический метод;
е) окислительный метод.
Для выпуска изделий и обеспечения технологического
цикла в настоящее время на заводе организованы следующие цеха и участки:
заготовительно-сварочное производство;
термическое производство;
литейное производство;
механические цеха;
окрасочное производство;
инструментальное производство;
сборочное производство;
складские помещения;
место хранения ГСМ;
автозаправка;
прочие участки.
Проведение ряда работ и операций в этих цехах и на
участках сопровождается выделением в атмосферу различных загрязняющих веществ.
Выбросы от стационарных источников загрязнения делятся на организованные и
неорганизованные.
К организованным выбросам относятся те, которые
поступают в атмосферу через специально сооруженные устройства: вытяжные трубы,
газоходы, воздуховоды. К неорганизованным выбросам относятся те, которые в виде
ненаправленных потоков поступают в атмосферу из-за отсутствия отсоса
загрязняющих веществ 6 т мест их выделения (хранение топлива в резервуарах).
Для обеспечения изготовления продукции на предприятии
организованы следующие производства:
1 Транспортный цех.
2 Механическая обработка деталей.
Заготовительно-сварочное производство.
4 Термическая обработка металлов.
Литейное производство
Сборочное производство
Нанесение лакокрасочных покрытий.
Прочие производства.
В процессе работы от этих производств выделяется в
общей сложности 209 различных наименований вредных веществ, среди них:
Хром шестивалентный, озон, марганец и его соединения, оксиды азота,
серная кислота, фосфорный ангидрид, кислота соляная, фенол, бензол,
акрилонитрил, оксид алюминия, формальдегид, бутилакрилат, сульфат меди, фториды
неорганические плохорастворимые, фтористые соединения газообразные, окись
железа, взвешенные вещества, сернистый ангидрид, сажа, спирт бутиловый, ксилол,
толуол, пыль древесная, пыль неорганическая, уксусная кислота, этилбензол,
акриловая кислота, окись углерода, углеводороды, аммиак, бензин, ацетон, бутилоцетат,
спирт этиловый, керосин, уайт-спирид, хлорид натрия, натр едкий, карбонат
натрия, нитрит натрия, хлорид бария, хлор, цинк и другие вредные для окружающей
среды вещества.
6.3 Экологизация производства
На предприятии проводятся следующие мероприятия по совершенствованию
технологических способов в целях экономии природных ресурсов и сокращении
вредных выбросов:
1) на предприятии внедрена система оборотного водоснабжения,
которая предназначена для систем водоснабжения станков.
2) небольшая часть отработанных нефтепродуктов с очистных сооружений
используется в цехах в системах охлаждения станков.
) на участках пластмасс отходы, образующиеся при изготовлении
продукции, дробятся и добавляются в процентном соотношении в дальнейшем в
изготовление деталей.
) в целях экономии химикатов и уменьшение экологического
воздействия на окружающую среду, электролиты участка гальваники не сливаются, а
фильтруются, корректируются и используются в дальнейшем технологическом
процессе.
) на предприятии организован раздельный сбор отходов производства.
Макулатура, отходы древесины, стеклобой, отходы полиэтилена перерабатываются
сторонним организация.
Уменьшение рисков:
обеспечение охраны здоровья и труда за счет улучшения мотивации
работников их экологического сознания, уменьшение инцидентов и конфликтных
ситуаций в рабочем коллективе; снижение уровня аварийности на производстве;
повышение конкурентоспособности: расширение рынка сбыта: увеличение
экспорта;
совершенствование организации: совершенствование нормативно-правовой, административной
и законодательной базы; экологической обстановки на предприятии и вокруг него.
6.4 Экологический паспорт предприятия
Экологический паспорт промышленного предприятия - нормативно-технический
документ, включающий данные по использованию предприятием ресурсов (природных,
вторичных и др.) и определению влияния его производства на окружающую среду.
Экологический паспорт промышленного предприятия представляет комплекс
данных, выраженных через систему показателей, отражающих уровень использования
предприятия природных ресурсов и степени его воздействия на окружающую среду.
Барановичский станкостроительный завод ЗАО “Атлант” размещается в
северной части г. Барановичи, улица Наконечникова, 50. Территория завода
расположена северо-западнее г. Барановичи с правой стороны железнодорожной
линии “Барановичи - Лида” на водно-ледниковой равнине. Участок расположения
скважин в рельефе приурочен к водно-ледниковой равнине междуречья Щара и
Мышанка.
На предприятии ведётся работа по охране окружающей среды в соответствие с
Законом об охране окружающей среды №1982 -12 в редакции от 17.07.2002 г. по
следующим направлениям:
охрана водных ресурсов в соответствии с Законом РБ “О питьевом
водоснабжении” от 24.06.1999 г.
охрана атмосферного воздуха в соответствии с Законом РБ “Об охране
атмосферного воздуха” от 24.06.1997 г.
обращение с отходами производства в соответствии с Законом РБ “Об
отходах” №444 - 3 в редакции от 26.10.2000 г.
Близлежащая территория предприятия не используется.
В радиусе 5 километров от предприятия нет охранно-парковых участков,
природных заказников, а также критических мест фауны и флоры. Отбор образцов
почв на предприятии производился производственным объединением “Белгеология” в
2002 году при проведении работ по созданию геолого-экологической основы для
обоснования мероприятий по рациональному использованию и охране геологической
среды.
Случаев загрязнений поверхностных и подземных вод непосредственно вокруг
предприятия не зафиксировано.
Карта-схема предприятия с нанесенными на нее источниками выбросов
загрязняющих веществ и ситуационная карта-схема района расположения предприятия
с указанием на ней границы СЗЗ приведены в Экологическом паспорте ЗАО «Атлант».
Структура экологического паспорта.
Экологический паспорт предприятия ЗАО ‘Атлант’ состоит из следующих
разделов, расположенных в следующей последовательности:
титульный лист;
общие сведения о предприятии и его реквизиты;
краткая природно-климатическая характеристика района расположения
предприятия (характеристика климатических условий; характеристика состояния,
включая фоновые концентрации в атмосфере; характеристика источников водозабора
и приемников сточных вод, фоновый химический состав вод водных объектов);
краткое описание технологии производства и сведения о продукции,
балансовая схема материальных потоков;
сведения об использовании земельных ресурсов;
характеристика сырья, используемых материальных и энергетических
ресурсов;
характеристика выбросов в атмосферу (состав, качественное и
количественное содержание загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в
выбросах предприятия);
характеристика водопотребления и водоотведения (объемы, удельные
нормативы, состав, качественные и количественные значения содержания
загрязняющих веществ в сточных водах предприятия);
характеристика отходов (перечень полигонов и накопителей, предназначенных
для захоронения (складирования) отходов);
сведения о рекультивации нарушенных земель;
сведения о транспорте предприятия;
- сведения об эколого-экономической деятельности
предприятия (данные о затратах на природоохранные мероприятия, их эффективности
и основываются на действующих методах оценки; данные о платежах предприятия за
загрязнение окружающей среды).
Случаев загрязнений поверхностных или подземных вод
непосредственно вокруг предприятия не зафиксировано.
Охрана воздушного бассейна.
Режим выбросов в атмосферу - периодический.
Характеристика загрязняющих веществ в выбросах в
атмосферу дана в томе инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ
для завода «Атлант». Содержание загрязняющих веществ по каждому источнику
приведено в томе инвентаризации. Неконтролируемых случаев выбросов в атмосферу
не зафиксировано.Контроль соблюдения нормативов предельно допустимых выбросов в
атмосферу осуществляется в соответствии с планом-графиком контроля на предприятии
за соблюдением нормативов ПДВ на источниках выбросов сторонней организацией на
договорной основе. Фактов нарушений нормативов предельно допустимых выбросов за
последние три года не установлено.
6.5 Внедрение малоотходных и
замкнутых технологий
Любое изъятие земель для размещения предприятия осуществляется в
соответствии с основами земельного законодательства. Наряду с нарушением
целостности плодородного слоя возможно загрязнение почв различными
промышленными отходами. В целях снижения загрязнения почв промышленными
отходами в практике охраны земельных ресурсов предусматривают следующие
мероприятия: утилизация, обезвреживание методом сжигания, захоронения на
специальных полигонах, организация усовершенствованных свалок.
Промышленные отходы делятся на твердые и жидкие.
Основными направлениями ликвидации и переработки твёрдых отходов (кроме
металлоотходов) являются вывоз и захоронение на полигонах, сжигание,
складирование и хранение на территории промышленного предприятия до появления
новой технологии переработки их в полезные продукты (сырье). Основные операции
первичной обработки металлоотходов - сортировка, разделка и механическая
обработка. Создаются специальные цехи для утилизации вторичных металлов.
Наиболее рациональным методом ликвидации пластмассовых отходов является
высокотемпературный нагрев без доступа воздуха (пиролиз), в результате которого
из отходов пластмасс в смеси с другими отходами (дерево, резина) получаются
ценные продукты (пирокарбон, горючий газ, жидкая смола).
Технологический цикл обработки осадков сточных вод
включает следующие виды обработки, ликвидации и утилизации: уплотнение
(гравитационное флотационное, центробежное, вибрационное); обезвоживание
(сушка на иловых площадках, фильтр-прессование, вакуум-фильтрация,
центрифугирование, виброфильтрование, термическая сушка); ликвидация (сжигание
в печах жидкофазное окисление, сброс в накопитель, закачка в земляные пустоты,
вывозила свалки). При возможности утилизации после уплотнения идет процесс
стабилизации (сбраживание, аэробная стабилизация), кондиционирование (обработка
неорганическими реагентами, тепловая обработка, обработка полиэлектролитами,
замораживание электрокоагуляция), утилизация (использование в сельском
хозяйстве производстве строительных материалов, производстве сорбентов регенераций
металлов) сбор, радиоактивных отходов производится раздельно, они
запрессовываются в специальные емкости, после чего ведется их захоронение в
землю на достаточно большую глубину в малодоступных местах. Важным направлением
экономического стимулирования рационального природопользования является его
платность.
Локальные очистные сооружения по очистке промышленных
сточных вод: станция очистки и нейтрализации сточных вод, метод очистки -
реагентный.
Локальные очистные сооружения ливнестоков: станция очистки
ливнестоков, метод очистки - механический.
Выбор метода обезвреживания отходов зависит от их химического состава и
степени влияния на окружающую среду.
Для снижения водопотребления на заводе разработан поцеховой лимит
водопотребления. Учет водопотребления по цехам и участкам ведется регулярно в
журнале. Установлены счетчики воды в цехах и участках. Вышеперечисленные
мероприятия дали возможность снизить потребление питьевой воды в 2 раза и
уменьшить количество сточных вод гальвано производства. Среднесуточное
поступление сточных вод на очистные сооружения составляет 200 м3.
.6 Создание специализированных
очистных сооружений
Охрана и рациональное использование водных ресурсов осуществляется в
соответствии с основами водного законодательства.
Большую опасность для окружающей среды представляют образующиеся на
производстве сточные воды: бытовые, производственные и поверхностные.
Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевой, талой или
поливочной водой грязи, скапливающейся на тротуарах, крышах и стенах
производственных зданий.
Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие
изменения органолептических свойств и появлении в ее составе вредных веществ,
представляющих опасность для человека.
На предприятиях машиностроительной промышленности очистка сточных вод
осуществляется в отстойниках, шлаконакопителях. Очищенные воды используются в
системах оборотного водоснабжения.
Очистка сточных вод от механических примесей производится следующими
методами: процеживания, отстаивания, фильтрование, обработка специальными
реагентами.
Для очистки сточных вод от металлов и их солей применяются методы:
реагентные, электрохимические, биохимические, а также ведётся нейтрализация
сточных вод для удаления из них кислот и щелочей.
Очистка сточных вод ведется в две стадии: сточные воды
очищаются в локальных; очистных сооружениях от примесей, наиболее характерных
для данного технологического процесса, и далее осуществляется доочистка общего
стока предприятия.
На территории предприятия насчитывается 40 единиц
пылегазоочистного оборудования, которые по методу очистки относятся к аппаратам
и установкам сухой очистки.
Действующие ПГУ имеются паспорта, где зафиксированы
технические данные установок и приведены результаты их периодического освидетельствования.
Вышеперечисленные установки очистки находятся исправном состоянии и их
эксплуатация производится согласно "Правил эксплуатации установок очистки
газа".
Обслуживание, ремонт, очистка ПГУ предприятия
осуществляется совместно службами цехов и главного инженера согласно графику
ППР, а также перед проведением их аэродинамических испытаний или определением
эффективности очистки.
Заключение
В ходе выполнения дипломного проекта была разработана конструкция
робототехнологического комплекса, рассчитан привод механизмов вертикального и
поперечного перемещений, а также шпонка зубчатого колеса, посредством которого
осуществляется вертикальное и поперечное перемещение манипулятора.
В экономической части проекта укрупнено были рассчитаны материальные
затраты на изготовление реечно-шестерёнчатой передачи. Период возврата
инвестиций составил 4 года.
В проекте отражены вопросы техники безопасности и охраны окружающей
среды. В соответствии с промышленной экологией были рассмотрены наиболее
прогрессивные и действенные меры по защите окружающей среды.
Для разработки дипломного проекта использовалось программное обеспечение:
· Microsoft Word’2007 - пояснительная записка.
· КОМПАС-8 - чертежи, иллюстрации.
Список литературы
1. Ансеров
М.А. Приспособления для металлорежущих станков. - Л.: Машиностроение, 1975. - 408 с.
2. Антонюк
В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ. Пособие. - Мн.: Беларусь,
1991. - 400 с.
3. Бабук
В.В., Баршай И.Л., Шкред В.А. Лабораторный практикум по технологии
машиностроения/ Под ред. В.В. Бабука. - Мн.: Выш. школа, 1983. - 220 с.
4. Барташев
Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин. -
М.: Машиностроение, 1973. - 382 с.
5. Горохов
В.А. Проектирование и расчет приспособлений. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 240 с.
. Детали
машин в примерах и задачах/ Под ред. С.Н. Ничипорчика. - Мн.: Выш. шк., 1981. -
432 с.
. Егоров
М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. - М.: Высш. шк., 1969. -
420 с.
. Коваленко
А.В. Контроль деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. - М.:
Машиностроение, 1980. - 166 с.
. Козьянов
А.Ф., Морозов Л.Л. Охрана труда в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. -
253 с.
10. Кузьмин
А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.
- М.: Машиностроение, 1972. - 386 с.
11. Металлорежущие
станки: Учебник для машиностроительных втузов / Под общ. ред. В.Э. Пуша. - М.:
Машиностроение, 1986. - 388 с.
. Методические
указания к практическим занятиям по курсу «Технология машиностроения». - Барановичи,
1997. - 66 с.
. Общетехнический
справочник / Е.А. Скороходов, В.П. Законников, А.Б. Пакнис и др.; под общ. ред.
Е.А. Скороходова. - М.: Машиностроение, 1990. - 496 с.
. Охрана
труда в машиностроении/ Под ред. Е.Я. Юдина. - М.: Машиностроение, 1976. - 116
с.
. Расчеты
экономической эффективности новой техники: справочник/ Под ред. К.М.
Великанова. - Л.: Машиностроение, 1975. - 246 с.
. Соболев
В.Ф. Практическое пособие по курсу «Проектирование механообрабатывающих
участков и цехов». - Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 1999. - 88 с.
. Справочник
металлиста/ Под. ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Брострема. - М.: Машиностроение,
1976.
. Технологичность
конструкции изделия / Под ред. Ананьева С.Д. - М.: Машиностроение, 1969. - 240 с.
. Типовая
методика определения экономической эффективности капитальных вложений. - М.:
Машиностроение, 1964. - 28 с.
. Якобсон
М.О. Технология механической обработки в автоматизированном производстве. - М.: Машгиз, 1962. - 424 с.
. Курмаз
Л.В. Детали машин. Проектирование - М.: Высш. Школа, 2005. - 304 с.