Производство обмоточных проводов

Оглавление

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Описание провода

1.2 Описание материалов

1.3 Описание технологии

1.4 Составление годовой производственной программы цеха

1.5 Обоснование выбора конструкции

1.6 Расчет валового запуска

1.7 Обоснование выбора технологического процесса

1.8 Обоснование выбора технологического оборудования

1.9 Расчет технологического режима

1.10 Расчет маршрута калибров

1.11. Расчет потребного количества оборудования

1.12. Обоснование и выбор внутрицеховой и отправной тары

1.13. Расчет необходимого количества и стоимости полуфабрикатов и материалов на годовую программу

1.14 Расчет установленной мощности токоприемников и мощности трансформаторного отделения

1.15 Предварительный расчет потребных площадей для производственных и вспомогательных целей

1.16 Обоснование планировки оборудования в отделении

1.17 Обоснование типов и расчёт необходимого количества транспортных средств и грузоподъёмных механизмов

1.18 Обоснование требований к строительной части

Список литературы

Введение

Обмоточные провода - это провода, применяемые для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов.

В настоящее время требуются провода с большими температурными индексами. Для производства таких проводов применяются специальные лаки, обеспечивающие нормальную работу провода в течение 20000 часов при определенной температуре. В связи с тем, что сейчас производят все более мощные двигатели, работающие при повышенных температурах, большое распространение получили провода с температурным индексом 150 и выше.

Провода с эмалевой изоляцией получили очень широкое распространение, так как малая толщина изоляции позволяет уменьшить габариты и массу электрических машин. Это является большим плюсом при проектировки различных агрегатов, использующих электрические двигатели. Кроме того эмалевая изоляция обладает хорошими электрическими и механическими параметрами.

На данный момент производство различных электрических машин и приборов, требует модернизации в производстве обмоточных проводов. В том числе повышение температурного индекса и снижение размеров обмотки в электрических машинах. Для решения этих проблем применяют новые лаки, и компаунды, которые могут обеспечить высокий температурный индекс и соответствующие электрические характеристики. Так же активно применяют провода с 2 слоями различных лаков. В таких проводах первый слой может обеспечивать электрические характеристики, а второй может повысить температурный индекс. Такой вид изоляции помогает снизить стоимость продукции и сохранить характеристики провода.

Задачей настоящего курсового проекта является разработка цеха по производству наиболее востребованных в настоящее время эмалированных проводов марки ПЭЭИД2-200, при этом выбрать прогрессивные материалы, технологию, оборудование, определить экономические затраты.

обмоточный провод эмалированный цех

1. Литературный обзор

1.1 Описание провода

ПЭЭИД2-200-МЭК - провод медный, круглый, эмалированный, с двухслойной изоляцией на основе полиэфиримидов, с покрытием полиамидимидом с толщиной изоляции типа 2, с температурным индексом 200. Температурный индекс 200 указывает на то, что данный провод может выдержать 20 тысяч часов при температуре 200 ⁰С. Цифра 2 в маркировке провода указывает на тип изоляции. Минимальная температура окружающей среды, допускаемая при эксплуатации проводов - 60⁰С.

Область применения

Провода предназначены для изготовления обмоток температурного класса 200 в силовых и тяговых двигателях, сухих трансформаторах, генераторах, измерительных приборах, катушках, реле и аппаратуре связи, а так же в холодильных установках и кондиционерах, работающих в среде фреонов (хладонов).

Благодаря высоким электрическим, температурным свойствам, а так же устойчивости к агрессивным средам: кислотам, растворителям (60% уайт-спирита, 30% ксилола, 10% бутанола), маслам (трансформаторному) и фреонам (R 12, R 22), провод обеспечивает высокую степень надежности изделий и используется в изготовлении взрывозащищенного оборудования для химической, газовой, нефтеперерабатывающей и угольной промышленности. Исключительная механическая прочность изоляции провода позволяет использовать провод при автоматической намотке.

Номинальный диаметр проволоки (токопроводящей жилы), предельные отклонения диаметра проволоки провода, минимальная диаметральная толщина изоляции максимальный диаметр проводов должны соответствовать указанным в табл.1. [1]

Таблица 1. Геометрические размеры провода

Номинальный диаметр проволоки, мм	Предельное отклонение диаметра проволоки в проводе, мм	Минимальная диаметральная толщина изоляции, мм	Максимальный диаметр провода с изоляцией, мм
0,315	± 0,004	0,035	0,367
0,335	± 0,004	0,038	0,390
0,355	± 0,004	0,038	0,411
0,380	± 0,005	0,040	0,440

Провода должны быть намотаны на катушку одним отрезком. Минимальная масса отрезка провода на катушке должна быть не менее 0,45 кг.

Поверхность провода должна быть гладкой и свободной от инородных включений и пузырей. Допускаются единичные наплывы.

Намотка проводов на катушке должна быть без петель, механических повреждений, перепутывания и спадания витков.

Требования к электрическим параметрам

Минимальное значение пробивного напряжения изоляции проводов должно соответствовать указанному в табл.2, при этом для промежуточных значений размеров должно соответствовать значению, установленному для ближайшего большего номинального диаметра проволоки. [1]

Таблица 2. Пробивное напряжение изоляции

Номинальный диаметр проволоки, мм	Пробивное напряжение изоляции, В, не менее
0,315	4100
0,355	4300
0,400	4400

Число точечных повреждений в изоляции проводов на длине (30±0,30) м не должно быть более 5.

Электрическое сопротивление проволоки (токопроводящей жилы) постоянному току, пересчитанное на 1 м длинны и температуру 20⁰С, указанно в табл.3.

Таблица 3. Электрическое сопротивление проволоки

Номинальный диаметр проволоки, мм	Электрическое сопротивление 1 м проволоки (токопроводящей жилы), Ом
	минимальное	номинальное	максимальное
0,315	0,2121	0,2193	0,2270
0,355	0,1674	0,1727	0,1782
0,400	0,1316	0,1360	0,1407

Требования к механическим параметрам

Относительное удлинение проводов при растяжении до разрыва должно соответствовать указанному в табл.4, для промежуточных размеров должно соответствовать значению, установленному для ближайшего большего номинального диаметра. [8]

Таблица 4. Относительное удлинение провода

Номинальный диаметр проволоки, мм	Относительное удлинение, %, не менее
0,315	23
0,355	23
0,400	24

Изоляция проводов должна обладать адгезией к проволоке для проводов с номинальным диаметром проволоки свыше 1мм после кручения провода вокруг своей оси.

Провода не должны быть упругими, максимальный угол отдачи провода должен соответствовать указанному в табл.5, для промежуточных размеров должен соответствовать значению, установленному для ближайшего большего номинального диаметра проволоки.

Таблица 5. Максимальный угол отдачи провода

Номинальный диаметр проволоки, мм	Номинальный диаметр оправки, мм	Номинальная масса груза, Н	Максимальный угол отдачи, провода, число делений
0,315	19	4,0	55
0,355	19	4,0	53
0,400	19	4,0	50

Изоляция проводов с номинальным диаметром проволоки 0,250 мм и более должна быть механически прочной.

Среднее и минимальное значение нагрузок, разрушающих изоляцию, должны соответствовать указанным в табл.6, значения для промежуточных размеров должны соответствовать установленным для ближайшего большего номинального диаметра проволоки.

Таблица 6. Разрушающая нагрузка изоляции

Номинальный диаметр проволоки, мм	Разрушающая нагрузка изоляции, Н
	средняя, не менее	минимальная
0,315	5,65	4,80
0,355	6,05	5,15
0,400	6,50	5,50

Изоляция проводов должна быть эластичной в исходном состоянии. Для проводов с проволокой номинальным диаметром до 1,600 мм включительно не должно быть растрескивания или отслаивания изоляции после растяжения и навивания провода на стержень.

Требования к термическим параметрам

Изоляция проводов должна быть эластичной после воздействия температуры (220±5)°С в течение 30 минут (тепловой удар).

После воздействия температуры не должно быть растрескиваний и отслоения изоляции. Для проводов с проволокой номинальным диаметром свыше 0,140 до 1,600 мм включительно после навивания на стержень в соответствии с табл.7, при этом для промежуточных размеров диаметр стержня должен соответствовать установленному для ближайшего большего номинального диаметра проволоки.

Таблица 7. Диаметр стержня

Номинальный диаметр проволоки, мм	Диаметр стержня, мм
0,315	0,710
0,355	0,800
0,400	0,900

Изоляция проводов должна быть стойкой к продавливанию при температуре (320±5)°С (термопластичность).

Стойкость к воздействию растворителей

Изоляция проводов должна быть стойкой к воздействию стандартного органического растворителя.

Требования к маркировке

Маркировка должна соответствовать требованиям ГОСТ 18690-82.

Каждая катушка с проводом должна быть снабжена ярлыком, на котором должно быть указано:

) Товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;

) Обозначение технических условий;

) Условное обозначение провода;

) Дата изготовления (год, месяц);

) Табельный номер рабочего;

На ярлыке должно быть проставлено клеймо технического контроля.

Транспортная маркировка должна соответствовать требованиям ГОСТ 14192-77.

На ящике должны быть указаны манипуляционные знаки: "Осторожно, хрупкое", "Боится сырости".

Требования к упаковке

Упаковка проводов должна соответствовать ГОСТ 18690-82.

Провода должны быть намотаны на катушки по ТУ 16-507.000-82, ТУ 6-05-1569-77, ТУ 16. К11-11-89.

Катушки с проводом должны быть упакованы в ящик по ГОСТ 16511-86, ГОСТ 9142-90 или другие равноценные, или контейнеры, поддоны, пакеты.

В каждый ящик (контейнер, поддон, пакет) должен быть вложен паспорт качества и упаковочный лист, в котором указывают:

) Товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;

) Обозначение технических условий;

) Условное обозначение провода;

) Масса брутто и нетто в килограммах;

) Число катушек (шт.);

На документе должно быть проставлено клеймо технического контроля. [10]

Правила приемки

Правила приемки провода должны соответствовать требованиям ГОСТ 15895-77 и ГОСТ 16504-81 с дополнениями изложенными далее.

Для проверки соответствия провода требованиям настоящих технических условий устанавливаются: приемо-сдаточные, периодические и типовые испытания. [1]

Приемо-сдаточные испытания

. Проверка внешнего вида поверхности провода и качества намотки.

Производится внешним осмотром без применения увеличительных приборов.

. Проверка конструктивных размеров (по ГОСТ Р МЭК 60851-2-2002).

Измерительное оборудование должно иметь разрушающую способность не менее 2 мкм для проводов с жилой диаметром свыше 0, 200 мм и не более 1 мкм - для проводов с жилами диаметром до 0, 200 мм включительно. Можно использовать как механический контактный, так и механический бесконтактный микрометры.

С образца провода в виде прямого отрезка удаляют изоляцию любым способом, не повреждающим жилу. Проводят три измерения диаметра жилы в точках, равномерно распределенных по окружности сечения жилы.

. Проверка массы отрезка провода на катушке.

Проверку массы отрезков провода проводят на весах статического взвешивания среднего класса точности или лабораторных весах общего назначения с погрешностью, регламентированной ГОСТ 29329-92 или ГОСТ 24104-83 соответственно.

Массу отрезка провода на катушке определяют как разность между измеренной массой брутто и расчетной массой катушки без провода.

Расчетную массу первой катушки без провода определяют как среднеарифметическое значение массы от взвешивания 100 катушек.

. Испытание изоляции напряжением (по ГОСТ Р МЭК 608581-5).

Испытательное напряжение - это напряжение переменного тока номинальной частотой 50 или 60 Гц.

Образцы провода в виде прямого отрезка длиной около 400 мм с удаленной с обоих концов изоляцией складывают пополам и скручивают на длине (125±5) мм. Петлю на конце скрученного участка образца разрезают в двух местах, чтобы обеспечить максимальное расстояние между образовавшимися концами.

Испытательное напряжение прикладывается между жилами проводов.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют 5 отдельных значений.

. Проверка числа точечных повреждений в изоляции провода.

Точечные повреждения при высоком напряжении.

Образец провода с заземленной жилой протягивают с постоянной скоростью через электрод с U-образной канавкой. Испытательное напряжение постоянного тока прикладывается между электродом и землей. Повреждения изоляции провода фиксируют и регистрируют счетчиком. Определяют число повреждений провода на длине 30 м.

. Проверка относительного удлинения.

Образец провода в виде прямого отрезка растягивают до разрыва жилы со скоростью (5±1) мм/с на установке для измерения удлинения или испытания на разрыв при испытуемой длине образца 200-250 мм. Линейное увеличение образца при разрыве выражают в процентах от первоначальной испытуемой длины. Также фиксируют усилие при разрыве.

. Проверка упаковки. [8]

Периодические испытания

. Испытание на упругость.

Образец провода в виде прямого отрезка наматывают пятью витками вокруг оправки, диаметр которой и натяжение, прикладываемое к проводу при намотке, указаны в нормативных документах на конкретные провода. Показателем упругости является угол раскручивания конца пятого витка образца провода.

. Испытание изоляции провода на адгезию.

Образец провода в виде прямого отрезка длиной около 300 мм закрепляют между клиновидными зажимами испытательного устройства, расстояние между которыми 200-250 мм, и растягивают рывком до разрыва или удлинения, значение которого установлено в нормативном документе на конкретный провод.

. Испытание изоляции провода на стойкость к продавливанию (термопластичность).

Термопластичность определяется температурой, при которой происходит замыкание между двумя образцами провода, пересекающих друг друга под прямым углом, при приложении усилия в точке приложения.

. Испытание изоляции провода на тепловой удар.

Образец помещают на 30 мин в термостат с принудительной циркуляцией воздуха, имеющий температуру, установленную в нормативном документе на конкретный провод. После извлечения образца из термостата его охлаждают до комнатной температуры и осматривают на наличие трещин.

. Испытание изоляции провода на механическую прочность.

Образец провода в виде прямого отрезка испытывают на истирание при одностороннем движении иглы диаметром 0,23 мм вдоль поверхности провода, к которой прикладывают постепенно возрастающую нагрузку.

Нагрузку, при которой возникает электрический контакт иглы с жилой, считают разрушающей.

. Испытание изоляции провода на стойкость к органическим растворителям.

При испытании используют следующие растворители: стандартный растворитель (60 % уайт-спирита, 30 % ксилола, 10 % бутанола); растворитель, принятый по согласованию между заказчиком и изготовителем.

Образец погружают в растворитель и выдерживают при температуре (60±3) ⁰С в течение (30±3) мин. Затем образец вынимают из растворителя и не позже, чем через 30 с определяют твердость поверхности провода.

. Проверка электрического сопротивления токопроводящей жилы.

Электрическое сопротивление - это сопротивление провода постоянному току при температуре 20 ⁰С на длине 1 м.

Для провода пучковой скрутки используют отрезок длиной до 10 м включительно, концы которого перед измерением сопротивления должны быть спаяны. Если измерение сопротивления применяют для определения количества оборванных проволок, испытывают отрезок провода пучковой скрутки длиной 10 м. [8]

Типовые испытания

Испытания проводят по программе, утверждённой в установленном порядке. По результатам испытаний, оформленных протоколом и актом, принимают решения о возможности и целесообразности внесения изменений в техническую документацию. [8]

Транспортировка и хранение

Упаковка, транспортирование и хранение провода должно соответствовать требованиям ГОСТ 18690-89.

Условия хранения провода должны соответствовать группе 1 (Л) по ГОСТ 15150-69.

Условия транспортировки провода в части воздействия климатических факторов должны соответствовать условиям хранения 5 (ОЖ4) по ГОСТ 15150-69. [6]

Указания по эксплуатации.

Провод должен эксплуатироваться при температуре не менее минус 60°С и не более плюс 180°С.

Провода по окончании срока эксплуатации должны быть демонтированы и переданы на вторичное сырьё. [1]

 

1.2 Описание материалов

Проводниковые материалы

По применяемым проводниковым материалам обмоточные провода делятся на медные, алюминиевые и из сплавов сопротивления. Незначительная часть проводов выпускается с проводниками из биметаллов, драгоценных металлов и из специальных сплавов, в частности сверхпроводящих.

Основным проводниковым материалом, используемым для производства обмоточных проводов, является медь. По электрической проводимости медь превосходит все другие материалы, за исключением серебра, что позволяет обеспечивать минимальные габаритные размеры обмоток электрических машин; аппаратов и приборов.

Примеси оказывают неблагоприятное влияние на механические и электрические свойства меди, поэтому для производств эмалированных проводов используется медь марок М1, М0. Лучшими параметрами с точки зрения применения в производстве обмоточных проводов, и в первую очередь эмалированных проводов, обладает бескислородная медь, почти свободная от содержания кислорода. Бескислородная медь превосходит обычную по пластичности и обеспечивает получение проволоки с лучшим качеством поверхности.

Из медных слитков получают катанку. Существуют два метода получения медной катанки: традиционный - метод горячей прокатки. Сущность процесса прокатки заключается в последовательном уменьшении поперечного сечения и увеличения длины прокатываемой заготовки при её прохождении между несколькими парами валков, вращающихся в разные стороны; второй, более прогрессивный - метод непрерывного литья и прокатки.

Вторым по значению металлом в производстве обмоточных проводов является алюминий. Содержание его в земной коре составляет 7,5 %, а меди - около 0.01%, так что потенциально применение алюминия взамен меди будет расширяться.

Для производства обмоточных проводов применяется алюминий технической чистоты марок: А5Е и А7Е по ГОСТ 11069-74.

В табл.8 приводятся основные параметры алюминия и меди. [5]

Таблица 8. Параметры меди и алюминия

Показатели	медь	алюминий
Плотность при 20°С, кг/м3	8890	2700
Температура плавления,°С	1083	658
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, Ом*м	17,24* 10-9	28*10-9
Временное сопротивление при растяжении, МПа (кгс/мм2):
Мягкого	200 (20)	80 (8)
Твёрдого	400 (40)	160 (16)
Относительное удлинение, %:
Мягкого	30	30-40
Твёрдого	0,6	1

Удельное сопротивление алюминия в 1,62 раза выше, чем у меди. Поэтому сечение алюминиевой проволоки с таким же электрическим сопротивлением, как и медной, должно быть в 1,62 раза, а диаметр - в 1,27 раза больше, чем медной проволоки. При этом алюминиевая проволока будет в 3 раза легче медной.

Кроме меди и алюминия, довольно широко применяются также сплавы высокого электрического сопротивления - манганин, константан и нихром. Провода из сплавов сопротивления необходимы для электроизмерительных и электронагревательных приборов, образцовых резисторов, реостатов.

Манганин - относится к группе медно-никелевых сплавов (ГОСТ 492-73) и содержит, кроме меди и никеля, марганец. Примерный состав манганина марки МНМц3-12: марганец - (11,5-13,5) %; никель (с кобальтом) - (2,5-3,5) %; остальное - медь.

Константан имеет те же компоненты, что и манганин, только содержатся они в других соотношениях, константан марки МНМц40-1,5: никель (с кобальтом) - (39-41) %; марганец - (1-2) %; остальное - медь.

Сплавы, имеющие общее название нихром, состоят из никеля, хрома и железа (ГОСТ 10994-74).

Основные параметры сплавов высокого сопротивления приведены в табл.9.

Таблица 9. Параметры сплавов высокого сопротивления

Параметры	Манганин МНМц3-12	Константан МНМц40-1,5	Нихром Х20Н80
Плотность при 20°С, кг/м3	8400	8900	8400
Температура плавления,°С	960	1250	1380-1420
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, Ом*м	(0,47-0,48) *10-9	(0,45-0,52) * 10-6	(1,041,15) * 10-6
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	450-500	450-650	620-680
Относительное удлинение при разрыве, %	25	15-20	20
Термо-ЭДС в паре с медью, мкВ/°С	1	40-50	_____
Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления,°С-1	10*10-6	(-20 +60) *10-6	(100-104) * 10-6

Изоляционные материалы

Классификация по температуре

Существует понятие "температурный индекс", численно равный температуре, при которой в течение не менее 20 000 ч пробивное напряжение (или другой параметр) сохраняется выше определенного заданного уровня. По значению температурного индекса можно классифицировать обмоточные провода следующим образом:

- с температурным индексом 105 (например, поливинилацеталевая изоляция и изоляция на основе масляных лаков, пропитанный натуральный шелк, бумага);

- с температурным индексом 120 (полиуретановая изоляция; изоляция из волокна лавсан и т.д.);

- с температурным индексом 130 (например, немодифицированные полиэфирные лаки);

- с температурным индексом 155 (полиэфиримидная изоляция, стекловолокнистая изоляция, пропитанная глифталевыми лаками, и т.д.);

- с температурным индексом 180 (например, стекловолокнистая изоляция, пропитанная кремнийорганическими лаками, некоторые модифицированные полиэфиримидные лаки);

- с температурным индексом 200 (полиамидимидная изоляция);

- с температурным индексом 220 - 240 (полиимидная изоляция).

Для проводов более высокой нагревостойкости температурные индексы обычно не устанавливаются, так как при (250 - 300)°С и выше срок эксплуатации обмоточных проводов менее 20 000 ч. Температурный индекс обмоточных проводов зависит не только от изоляционного материала, но и от материала проводника и технологических факторов производства проводов.

Классификация по типу изоляции

По видам изоляции обмоточные провода можно классифицировать следующим образом:

обмоточные провода с эмалевой изоляцией, или эмалированные провода;

обмоточные провода с волокнистой или комбинированной эмалево-волокнистой изоляцией, в том числе со стекловолокнистой и бумажной;

обмоточные провода с пластмассовой изоляцией, включая пленочную.

Кроме того, в ограниченном количестве для нужд приборостроения выпускаются обмоточные провода со сплошной стеклянной, стеклоэмалевой и керамической изоляцией.

Обмоточные провода с эмалевой изоляцией имеют более тонкую изоляцию, что позволяет увеличить коэффициент использования паза в электрических машинах и аппаратах, повысить их мощность или снизить габариты электротехнических устройств при сохранении существующих параметров.

Обмоточные провода с пленочной изоляцией используются в тяговых электрических машинах, высоковольтных двигателях, электродвигателях погружных насосов нефтедобычи. Высокая нагревостойкость и электрическая прочность обусловливают их высокую надежность в эксплуатации. В ряде случаев пленочная изоляция может быть герметизирована путем спекания при нагреве.

Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией применяются для намотки погружных электродвигателей насосов водопонижения. Одним из важнейших параметров обмоточных проводов является нагревостойкость. Поэтому, классификация обмоточных проводов проводится по длительной допустимой рабочей температуре.

Обмоточные провода с эмалевой изоляцией

С точки зрения условий производства эмалированные провода менее трудоемки по сравнению с проводами, изоляция которых накладывается на проволоку, например, методом обмотки. Поэтому при переходе к выпуску эмалированных проводов производительность труда на кабельных заводах возрастает. Однако, этот переход связан и с определенными трудностями. Так, все в больших количествах требуются различные синтетические лаки для эмалирования проволоки, зачастую довольно дорогостоящие; возникают проблемы, связанные с необходимостью охраны окружающей среды в связи с использованием для лаков токсичных растворителей.

Основная тенденция в производстве эмалированных проводов - увеличение объема выпуска проводов с высокопрочной и нагревостойкой изоляцией, рассчитанной на эксплуатацию при (130 - 180)°С, за счет сокращения выпуска проводов на рабочую температуру 105°С, в частности проводов с изоляцией на основе масляных и поливинилацеталевых лаков. В то же время неуклонно возрастает производство нагревостойких эмаль-проводов с полиэфирной, полиэфиримидной и полиимидной изоляцией. В будущем эмалированные провода должны постепенно заменить обмоточные провода с волокнистой изоляцией.

Одной из важнейших задач является снижение толщины изоляции за счет уменьшения метрического номера применяемых синтетических и стеклянных волокон. Для проводов с бумажной изоляцией главным вопросом всегда являлся вопрос качества медного или алюминиевого проводника, так как при эксплуатации масляных трансформаторов, в которых эти провода применяются, дефекты проволоки могут вызывать концентрацию напряженности электрического поля, и в результате происходят пробой изоляции и межвитковое замыкание.

Для изоляции обмоточных проводов с эмалевой изоляцией применяют электроизоляционные лаки, представляющие собой раствор высокомолекулярных пленкообразующих соединений в органических летучих жидкостях. При нагревании лакового покрытия на проволоке молекулярная масса пленкообразующих соединений возрастает, а растворитель испаряется, в результате чего на проводе образуется твердая эмалевая пленка. Ее гибкость обеспечивается наличием в пленке жидкостей, которые не испаряются при нагреве и выполняют роль пластификаторов.

Наиболее нагревостойкие эмалевые покрытия образуют лаки на основе полиэфирных смол, представляющих собой продукты поликонденсации двухосновных кислот и многоатомных спиртов. Сырьем для получения лака ПЭ-943 служат терефталевая кислота, этиленгликоль и глицерин. Основа лака ПЭ-939 получается при взаимодействии глицерина и расплавленной полиэфирной смолы (лавсана). С целью улучшения стойкости проводов с полиэфирной изоляцией к тепловым ударам и повышения нагревостойкости используются модифицированные полиэфирные лаки.

Провода с изоляцией этими лаками по нагревостойкости соответствуют классу F (155°С) или Н (180°С). Максимальная нагревостойкость изоляции проводов обеспечивается при применении полиимидных соединений. Полиэфиримидные лаки имеют более высокую нагревостойкость (155 - 180)°С по сравнению с полиэфирными 130°С, не уступают им по технологическим параметрам и растворяются в крезоле в смеси с сольвентом каменноугольным или ксинолом. Лак ПЭ-955 представляет собой продукт на основе полиэфира.

Полиуретановый лак УЛ-1 представляет собой продукт взаимодействия диизоцианатов с соединениями, содержащими гидроксильные группы, и применяется для проводов, обслуживающихся без предварительной зачистки изоляции. Около 5% проводов выпускаются с изоляцией лаками на основе высыхающих натуральных масел (тунговое и льняное), синтетической смолы ксиленольного копала и резината кальция, получаемого из канифоли. Растворителем лака на масляной основе является керосин.

Лаковые покрытия имеют высокие электроизоляционные параметры, но невысокие механическую прочность и стойкость к растворителям. Двухслойная изоляция проводов с эмалевой изоляцией представляет собой два различных лака, нанесенных на провод последовательно. На провода, предназначаемые для склеивания при нагревании, поверх основной изоляции на основе поливинилацеталевого или полиэфирного лака наносится клеящий слой из поливинилацетатного лака. Этот лак при температуре (120-150)°С размягчается, а при понижении температуры переходит в твердое состояние. Для защиты провода от механических повреждений применяются покрытия на основе полиамидов (лак КЛ-1) - раствор поликапролактама в трикрезоле.

Лаки для проводов с температурным индексом 105°С.

В качестве изоляционных покрытий эмалированных проводов с ТИ 105 наиболее широко применяются покрытия на основе поливинилацеталевых лаков.

Самый распространенный в отечественной практике поливинилацеталевый лак - это лак ВЛ-931, или винифлекс.

Лак ВЛ - 931 - однородная жидкость от желтого до светло-коричневого цвета с вязкостью от 300 до 600 с по вискозиметру ВЗ - 1 с соплом 5,4.

Другим представителем поливинилацеталевых лаков является - лак ВЛ - 941. За рубежом лаки на основе поливинилформалевых смол известны, как: формекс, формвар, формадур и т.д.

Изоляция на основе поливинилацеталевых лаков может длительно работать при температуре 105 градусов.

Лаки для проводов с температурным индексом 120°С.

Следующим классом по температурному индексу являются круглые медные провода с температурным индексом 120°C с полиуретановой изоляцией

Отечественный полиуретановый лак УР - 973 получают путём взаимодействия монофенилуретана, фенольной и полиэфирной смолы с добавками поливинилацеталевой смолы - поливинилформаьэтилаля. Вязкость лака по вискозимитру ВЗ - 1 находится в пределах 50-100 с.

Разработанный позднее полиуретановый лак марки УР - 9119 обладает рядом преимуществ перед лаком УР - 973. Он представляет собой раствор в смеси трикрезола (или ксиленола) и ксилола полиэфирной смолы марки ТС - 1 и трилзоцианата ауризонол БТТ

Лаки для проводов с температурным индексом 130°С.

Основой полиэфирных лаков, предназначенных для проводов с температурным индексом 130, являются, полиэтилентерефталатные смолы. В отечественной практике используются два полиэфирных лака, различающихся по способу получения: ПЭ-943 и ПЭ-939. Проводами с изоляцией из полиэфирных лаков являются провода: медные круглые марок ПЭТВ-1 и ПЭТВ-2, алюминиевые круглые марки ПЭЭА-130, прямоугольные медные марки ПЭТВП.

Лаки для проводов с температурным индексом 155°С

В целях повышения стойкости к тепловому удару изоляции эмалированных проводов на полиэфирных лаках применяются их модифицирование. Наиболее распространённым способом модифицирования является введение в состав полиэтилентередналатного полимера имидной группы. Модифицированные полиэфирные лаки обеспечивают более высокие тепловые характеристики проводов. Марки круглых медных проводов с температурным индексом 155°С: ПЭТ-155; ПЭТМ-155; ПЭФ-155; медных прямоугольных - ПЭЭИП - 1-155; ПЭЭИП2-155

Для проводов с температурным индексом 155 применяются полиэфирциануратимидные лаки, такие как: ИД-9142; ПЭ-999; ПЛ-955.

Лаки для проводов с температурным индексом 180°С

Для проводов с температурным индексом 180°С применяются полиэфиримидные. Основная марка медных круглых проводов с температурным индексом 180°С - ПЭТ-180. В России они выпускаются пока в незначительных количествах - это лаки марок ИД-9122, ПИ-9177, ПИ-180.

Лаки для проводов с температурным индексом 200°С и выше

Для проводов, длительно эксплуатирующихся при температуре (200-220)°С, используются лаки на полиамидимидной и полиимидной основе. К таким лакам относятся лаки марок: ПИ 9155 А; АД 9113; АД 9103. Зарубежные фирмы также занимаются изготовлением таких лаков.

В настоящее время увеличивается спрос потребителей на провода с изоляцией из 2-х и более типов. Наиболее распространённые из них - это провода марок: ПЭТД - 180; ПЭЭИД2 - 200. Основной слой изоляции получен на основе полиэфиримидных лаков, второй на основе полиамидимидного лака. Второй слой в этих проводах повышает тепловые характеристики провода, кроме того за счёт скольжения обеспечивает хорошую технологичность при намотке из него изделий.

В 2-х слойных проводах с клеящим верхним слоем важным свойством является способность витков провода в намоточных изделиях склеиваться при нагреве их током и тем самым обеспечивать монолитность намотки.

 

1.3 Описание технологии

Проволока, предназначенная для эмалирования, сматывается с отдающего устройства за счет усилия тягового устройства волочильной приставки. [2]

Проволока проходит через волочильную приставку, где изменяется ее диаметр до необходимого размера. После этого проволока проходит через устройство чистки, очищаясь от остатков эмульсии, медной пыли. [2]

После отжига проволока поступает в лаконаносящее устройство, где происходит нанесение эмаль-лака. На проволоку наносится слой лака, после чего она проходит через эмаль-печь, короб охлаждения и возвращается обратно в лаконаносящее устройство, где на нее накладывается следующий слой лака и т.д. Таким образом, изоляция на проволоку наносится послойно, с термообработкой каждого слоя в эмаль-печи. [2]

После термообработки в эмаль-печи, каждый проход провода проходит через короб охлаждения, где происходит его охлаждение, с целью исключения повреждения изоляции при контакте с верхними оборотными роликами.

После прохождения последнего прохода, эмаль-провод, через систему контроля диаметра и точечных повреждений изоляции готового провода, поступает на приемное устройство, где происходит его намотка на приемную катушку. [2]

1.4 Составление годовой производственной программы цеха

Годовая производственная программа выпуска составляется с целью расчёта необходимого количества материалов, оборудования, работающих. Годовая производственная программа выпуска равняется 600000 км. Годовой товарный выпуск указан в табл.10.

Расчёт ведётся по четырем диаметрам: 0,315; 0,335; 0,355; 0,38 мм.

Таблица 10. Годовой товарный выпуск

Номинальный диаметр медной проволоки, мм	Годовой выпуск, км	Годовой выпуск, т	Годовой выпуск, %
0,315	150000	108,63	25
0,335	150000	122,955	25
0,355	150000	137,7	25
0,38	150000	153,645	25

1.5 Обоснование выбора конструкции

Эмалированный провод марки ПЭЭИД2-200-МЭК выпускается по ТУ 16 К71-250-95. Конструкция провода приведена на рисунке 1.

Рис.1. Конструкция провода ПЭЭИД2-200: 1 - медная токопроводящая жила; 2 - нижний слой эмалевой изоляции на основе полиэфиримидов; 3 - верхний слой эмалевой изоляции на основе полиамидимидов.

Требования к конструкции

Медная проволока должна иметь двухслойную эмалевую изоляцию: первый слой - полиэфиримидную, второй - полиамидимидную.

Поверхность провода должна быть гладкой и свободной от инородных включений и пузырей.

Допускаются единичные наплывы.

Намотка провода на катушке должна быть без петель, механических повреждений, перепутывания и спадания витков.

Материалы, применяемые для изготовления провода должны соответствовать: катанка медная 1 и 2 класса по ТУ 16. К71-008-87, проволока медная (при кооперационных поставках) по ТУ 16-705.492-2005, лаки изоляционные: полиэфиримидный (нижний слой), полиамидимидный (верхний слой).

Круглая медная электротехническая проволока должна соответствовать ТУ 16-705.492-2005.

Проволока медная электротехническая изготавливается следующих марок:

МТ - медная твёрдая;

ММ - медная мягкая;

МС - медная для воздушных линий связи;

МТЭ - медная твёрдая для эмалирования;

ММЭ - медная мягкая для эмалирования;

МТБ - медная твердая из бескислородной меди;

ММБ - медная мягкая из бескислородной меди.

Поверхность проволоки должна быть чистой. При арбитражных проверках проволоки ММЭ окисленность поверхности не должна превышать 0,75 г/м² и сухой остаток не должен превышать 0,1 г/м².

На поверхности проволоки не допускаются: царапины, риски, забоины, заусеницы, раковины, надрывы, а также дефекты, обусловленные технологией производства, выводящие диаметр за предельные отклонения.

Для изготовления проволоки должна применяться катанка медная по ТУ 16-705.491-2001и другой отечественной и зарубежной нормативной документации. Проволока марок МТЭ и ММЭ должна изготовляться из катанки классов А и Б.

Удельно-электрическое сопротивление проволоки диаметром до 1,00 мм постоянному току, при температуре 20°С должно быть не более 0,01724 ОМ*м*10^-6.

Число перегибов для проволоки марок ММЭ и МТЭ не нормируется.

Проволока марки ММЭ диаметром от 0,160 до 2,80 мм должна выдерживать навивание на стержень диаметром, равным номинальному диаметру проволоки.

Проволока (подтяжка), предназначенная для последующего волочения, в том числе для эмалирования проводов тонких и тончайших размеров, не должна иметь обрывов при волочении до диаметра, согласованного между заказчиком и изготовителем.

Для изготовления проводов ПЭЭИД2-200 выбираем медную проволоку марки ММЭ. Расчетная масса материалов приведена в табл.11.

Таблица 11. Конструктивные размеры и расчетная масса эмалированного провода марки ПЭЭИД2-200-МЭК

Номин. диаметр медной проволоки, мм	Мин. Диаметральная толщина изоляции, мм	Расчетная номин. радиальная толщина изоляции, мм	Макс. диаметр провода, мм	Расчетная масса материа- лов на 1 км провода (без учета отходов), кг/км		Расчетная масса 1 км провода, кг/ км	Расчетная масса материалов на 1 т провода (без учета отходов), кг/т
				Медная проволока	Эмальпленка		Медная проволока	Эмальпленка	Жидкий лак
									Terebec MT 533-39P	Sivamid 595/34 MB верхний слой
0.315	0.035	0.02175	0.367	0.6925	0.0317	0.7242	956.175	43.825	128.845	55.219
0.335	0.038	0.02350	0.391	0.7832	0.0365	0.8197	955.463	44.537	130.938	56.116
0.355	0.038	0.02350	0.411	0.8795	0.0385	0.9180	958.016	41.984	123.434	52.900
0.38	0.040	0.02475	0.434	0.9814	0.0429	1.0242	958.143	41.857	123.060	52.740

 

.6 Расчет валового запуска

Валовый запуск - количество полуфабрикатов, которое должен выпустить цех для выполнения годовой производственной программы. Процент отходов берётся из установленных для базового предприятия норм отходов материала на токопроводящую жилу по всем технологическим операциям.

Где, ВЗ - валовый запуск;

ГВ - годовой выпуск;

n_k - количество заготовок, участвующих в выпуске готового изделия;

k_уm - коэффициент укрутки на последующих технологических операциях;

 - суммарный процент отходов на всех технологических операциях включая данную.

 км

Данные расчета по маркоразмерам сведены в табл.12.

Таблица 12. Валовый запуск

Марка провода	Диаметр провода, мм	ГВ по маркоразмерам			Отходы, %	Валовый запуск
		км	т	%		км	т
ПЭЭИД2-200	0,315	150000	108,63	25	6	159000	115,148
	0,335	150000	122,955	25	6	159000	130,332
	0,355	150000	137,7	25	6	159000	145,962
	0,380	150000	153,645	25	6	159000	162,848
Сумма		600000	522,93	100		636000	554,29

1.7 Обоснование выбора технологического процесса

На рисунке 2 приведена блок-схема технологических процессов при производстве провода ПЭЭИД-2-200 с указанием потоков основных технологических материалов.

Рис.2. Блок-схема технологических процессов при производстве провода ПЭЭИД-2-200

Выбранный технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность и высокое качество продукции при наименьших издержках производства.

Проволока с отдающего устройства поступает на волочильную приставку. Диаметр проволоки в процессе волочения уменьшается, а скорость её движения увеличивается. Волоки для медной проволоки изготавливаются из металлокерамических сплавов, натуральных и искусственных алмазов. Для увеличения скорости процесса волочения в каждую волоку подаётся эмульсия. [2]

При волочении медной проволоки всех диаметров применяются только жидкие смазки. При волочении медной проволоки диаметром 0,2 мм и выше применяются мыльно-масленные и синтетические эмульсии, типа эфирол, унапол и другие, основой которых являются нефтяные масла.

После прохождения проволоки через волочильную приставку, она подвергается отжигу, который необходим для повышения пластичности меди после волочения. [2]

На проектируемом участке при изготовлении провода ПЭЭИД2-200 процесс волочения, отжига и эмалирования совмещён.

Проволока эмалируется сразу после волочения, что исключает её промежуточное хранение и транспортировку, в процессе которых качество поверхности может ухудшаться, за счет окисления, загрязнений, повреждений. [2]

Эмалирование представляет собой процесс нанесения жидкого лака на поверхность проволоки с последующей термообработкой в эмаль-печи. В результате чего получается твердое изоляционное покрытие.

Эмалирование с помощью металлических калибров - нанесение лака осуществляется при движении проволоки через лаковую ванну, а его излишки снимаются металлическими калибрами, которые могут быть разъемные и неразъёмными. Этот способ применяют для диаметров от 0,2 до 2,5 мм и для прямоугольных сечений. [2]

При изготовлении проектируемого провода ПЭЭИД2-200 выбираю способ эмалирования с помощью металлических калибров, т.к. при его использовании достигается более равномерное нанесение слоя эмали. Проволока проходит лаковую ванну, где покрывается слоем жидкого лака. Излишки лака снимаются калибрами.

В эмаль-печи происходит процесс пленкообразования. Стабильность температуры и наличие свежего воздуха в печи является необходимыми условиями для качественного изготовления провода. С этой целью в эмаль-печи имеется система шиберов (заслонок), а на выходе из эмаль-печи - система воздушного подпора.

Проволока, покрытая слоем жидкого лака, поступает в печь эмалирования, где с помощью системы вентиляции, каталитического устройства и системы нагревателей создается определённый тепловой режим. Сначала происходит испарение растворителей, затем образование твёрдой плёнки. Температура в зоне испарения регулируется нагревателями в соответствии с требованиями технологического процесса. Удаление паров растворителей из зоны испарения обеспечивается потоком воздуха от рециркуляционного вентилятора. Концентрация паров растворителей в первой зоне должна быть минимальной. Затем провод поступает в зону полимеризации, где под воздействием рециркуляции обратного воздушного потока, нагретого до требуемой температуры, происходит образование твердой эмаль-плёнки. Вентилятором рециркуляции воздух отсасывается из зоны испарения и направляется в зону полимеризации через двойной блок нагревателей и плиту катализатора. В каталитическом узле происходит сгорание растворителей. Часть воздушного потока, примерно (10-15) %, после катализатора направляется в зону нагрева, где происходит полное сгорание растворителей. Нагрев осуществляется электронагревателями. Из зоны нагрева воздушный поток поступает во вторичный теплообменник, где он отдаёт часть тепла вновь поступающему в эмаль-печь воздуху. Свежий воздух подаётся специальным вентилятором. Вентилятор отсоса дымов отводит дымы из теплообменника в атмосферу. [2]

Процесс получения плёнки необходимой толщины и характеристик осуществляется за несколько проходов согласно маршрута лаконаносящих калибров.

Готовый провод через систему роликов направляется на приемные катушки. Полные катушки снимаются с осей с помощью электротельфера и устанавливают на подвижную тележку. [2]

1.8 Обоснование выбора технологического оборудования

Эмаль-агрегаты представляют собой сложные комплексные устройства, для производства эмалированных проводов. Принцип действия эмаль-агрегатов заключается в следующем: проволока с отдающих устройств поступает в волочильную приставку, затем в печь отжига перед эмалированием, затем в ванну для наложения слоя лака и в печь для тепловой обработки этого слоя лака (эмаль-печь), где происходит процесс пленкообразования. Как правило, эмаль-агрегаты многоходовые, т.е. одновременно на них эмалируется несколько проволок. Каждая проволока проходит через ванну с лаком и эмаль-печь несколько раз. После эмаль-печи провод охлаждается в камере охлаждения.

После последнего прохода готовый провод через тяговое устройство поступает на приемные катушки.

Конструкции эмаль-агрегатов постоянно совершенствуются. У каждой фирмы, выпускающей эмаль-агрегаты имеются свои особенности в конструировании. Однако тенденции в развитии одинаковы. В современных эмаль-агрегатах - это наличие волочильных приставок, обеспечивающих получение проволоки необходимого диаметра на каждом ходу, с поверхностью высокого качества; наличие нескольких лаковых ванн, что дает возможность изготавливать многослойные провода; каталитическое окисление растворителя при высоких температурах; оптимальное использование тепла от каталитического сжигания паров растворителей; снижение расходов электроэнергии на единицу продукции; возможность использовать конические катушки повышенной емкости в качестве приемной тары. Характеристики эмаль-агрегатов представлены в табл.13. На рисунке 2 представлена лепестковая диаграмма.

Таблица 13. Характеристики эмаль-агрегатов

Марка эмаль-агрегата	Диапазон диаметров, мм	Число ходов	Число проходов	Мощность, кВт	Габариты (длина, ширина, высота), м	Стоимость, евро	Примечание
2XCH 80	0,080-0, 190	2	38	126,5	26×2,9×2,3	220000	Не обеспечивает эмалирование нужного диаметра
2XCH 160	0, 200-0,355	2	24	96,83	31×2,9×2,3	240000
Delta H4 SВ	0,315-1	2	22	153	36×4×3,5	500000
3XCV1500	1,000-4,000	3	24	450	21×6×23	700000	Не обеспечивает эмалирование нужного диаметра

Рис.2 Лепестковая диаграмма характеристик Э/А 1-2XCH80; 2-2XCH160; 3 - Delta H4 SВ; 4-3XCV1500

Для эмалирования проволоки диаметром 0,315 - 0,380 мм на проектируемом участке применяем эмаль-агрегат марки Delta H4 SВ горизонтального типа.

Эмаль-агрегат Delta H4 SВ снабжён волочильными приставками, т.е. проволока эмалируется сразу после волочения, что исключает её промежуточное хранение и транспортировку, в процессе которых качество поверхности может ухудшаться, например, за счет окисления и повреждения.

Эмаль-агрегат (1 линия) состоит из следующих узлов:

отдающее устройство (1 шт. общая для всех линий эмаль-агрегата);

волочильная приставка (1 шт.);

устройство очистки проволоки (1шт.);

печь отжига перед эмалированием (1 шт.);

устройство охлаждения проволоки;

лаковый узел (1 шт.);

эмаль-печь основная (1 шт.);

короб охлаждения (2 шт.);

приемное устройство (1 шт.);

система направляющих и поворотных роликов;

контрольно-измерительные приборы (2 шт.);

центральный пульт управления (1 шт. общий для всех линий эмаль-агрегата);

система вентиляции.

Отдающие устройства представляют собой комплект отдающих металлических катушек с диаметром щеки 630 мм ёмкостью (450-500) кг, проволока инерционно сматывается с катушек.

Волочильная приставка - QDR H2. Проволока, имеющая на входе диаметр до 1,6 мм, подвергается от 4 до 22 проходам волочения со средним уменьшением провода (сечения) на каждый проход 20%, что соответствует удлинению 23-26%, а общее удлинение составляет 93%, допускаемое скольжение за проход 1-2%.

Основные характеристики волочильного станка QDR H2:

диапазон диаметров - 0,315-1,00 мм.

максимальный входной диаметр - 1,6 мм.

максимальная скорость - 439 ± 20 м/мин.

максимальное число проходов - 22 для каждого хода

минимальное число проходов - 4

кол-во волок - 14

После волочильных приставок провод попадает в печь отжига, которая предназначена для отжига проволоки непосредственно перед эмалированием. Печь состоит из корпуса, внутри которого расположены трубы отжига, выполненные из нержавеющей стали. Нагрев печи осуществляется бронированными нагревателями, контактирующими с трубами. Первая печь отжига предназначена для отжига подтяжки перед волочением. Отжиг происходит в атмосфере пара. Подача пара осуществляется через трубопровод, который соединён с каждой из 3 труб отжига в местах выхода провода из печи. Со стороны входа провода в печь отжига происходит отсос пара отсасывающим вентилятором. На трубопроводах отсоса установлены вентильные клапана для регулирования потока отсасываемого пара. [2]

Лак в лаковые ванны подаётся из специальных емкостей, установленных в лакораздаточном отделении цеха, по циркуляционной системе с обязательной фильтрацией, а уровень лака в ваннах дозируется специальными регулировочными задвижками. [2]

Баки для лака снабжены: системой нагрева на диатермическом масле, фильтром, клапанами, и предусмотрены для подключения к централизованной системе раздачи лака. [2]

Эмаль-печь - основной рабочий узел в эмаль-агрегате. Камера эмаль-печи изготовлена из нержавеющей стали, нагреватели закрытые. Нагрев производится также и за счёт тепла, выделяющегося при сгорании в каталитическом устройстве паров растворителей. Печь имеет электрический обогрев. [2]

Эмаль-печь - двухзонная: первая зона предназначена для удаления растворителя, вторая - для пленкообразования. Газы отсасываются в центре камеры печи и пропускаются через катализатор. После сгорания паров растворителя и побочных продуктов горячий поток газов поступает в систему циркуляции, а затем снова в рабочую камеру печи, что обеспечивает максимальное использование теплоты. Вентилятор обеспечивает необходимую циркуляцию газов.

Каталитическое устройство представляет собой рамку, закрытую со всех сторон, выполненную из нихромовой проволоки или проволоки из нержавеющей стали. Внутри рамки помещают расплющенные гофрированные проволоки из жаростойких металлов, на которые наносят катализатор: платину, палладий. [2]

Важным при эмалировании является натяжение проволоки. С этой целью в эмаль-агрегатах используют приводные двигатели с большим скольжением, т.е. регулировка натяжения осуществляется с помощью автотрансформатора. Каждый ход проволоки имеет индивидуальную тягу.

Основные характеристики эмаль-печи:

Количество ходов - 2;

Напряжение питания - 380 В;

Частота - 50 Гц;

Мощность электронагревателей и электродвигателей - 100 кВт;

Габаритные размеры эмаль-печи включая лаковый узел и короб охлаждения: 17682*2500*2000 мм;

Приёмное устройство - сдвоенное для каждого хода. Устройство намотки состоит из: горизонтальной плиты, на которой монтируется вертикальный блок намотки, вертикальная траверса снабжена горизонтальной кареткой и подвижной вилкой, граничным выключателем.

Провод проходит через комплектующую группу, затем подаётся на вертикальные шкивы и к одному из блоков намотки. При достижении установленной длины провода на катушке, зафиксированной в счётчике, происходит автоматический переброс провода на другую катушку, установленную на другом блоке намотки. Перемещение роликов траверсы осуществляется от электродвигателя переменного тока. Приемное устройство оснащено устройством контроля обрыва провода, в случае обрыва приемник автоматически останавливается. [2]

 

.9 Расчет технологического режима

Расчёт маршрута волок

Определение количества волок:

d_{0 -} диаметр подтяжки, мм;

d_k - диаметр проволоки, мм;

С и а - коэффициенты, зависящие от вида металла и диаметра протягиваемой проволоки.

Округляю k в большую сторону. Таким образом, k = 10.

Определение диаметра каждой волоки:

где n - номер промежуточной волоки;

диаметр волоки, мм.

Таким образом, диаметр первой волоки будет:

Результаты диаметров остальных волок занесены в табл.14.

. Определение вытяжки по проходам:

где

Таким образом, вытяжка для первой волоки:

Результаты вытяжки для остальных волок занесены в табл.14.

. Определение обжатия по проходам

где

Таким образом, для первого прохода:

Результаты обжатия для остальных волок занесены в табл.14.

Таблица 14. Расчётные    для d_k1

№
1	1,303	1,507	0,337
2	1,074	1,473	0,321
3	0,895	1,442	0,306
4	0,752	1,414	0,293
5	0,639	1,388	0,280
6	0,546	1,365	0,268
7	0,471	1,344	0,256
8	0,409	1,325	0,245
9	0,358	1,308	0,235
10	0,315	1,292	0,226
Сумма:		25,799	0,9612

Согласно нормам для проволоки d > 0,1 мм допустимая вытяжка не должна превышать 24%.

То есть .

Полечившееся обжатие выше этого параметра, поэтому я пересчитываю параметры волок исходя из этого условия.

Перерасчёт диаметров волок:

Таким образом, диаметр волоки для первого участка будет:

Результаты диаметров остальных волок занесены в табл.15.

Перерасчёт вытяжки:

Таким образом, вытяжка заготовки для первого участка будет:

Результаты вытяжки для остальных проходов и диаметров занесены в табл.16,17,18.

Таблица 15. Перерасчётные    для d_k1

№		мм
1	1,395	1,32	0,24
2	1,219	1,31	0,23685
3	1,067	1,30	0,2337
4	0,936	1,30	0,23055
5	0,822	1,29	0,2274
6	0,724	1,29	0,22425
7	0,639	1,28	0,2211
8	0,565	1,28	0,21795
9	0,501	1,27	0,2148
10	0,445	1,27	0,21165
11	0,396	1,26	0, 2085
12	0,353	1,26	0, 20535
13	0,315	1,25	0, 2022
Сумма:	0,9612		25,786

Таблица 16. Перерасчётные    для d_k2

№		мм
1	1,395	1,32	0,24
2	1,218	1,31	0,2381
3	1,064	1,31	0,2362
4	0,931	1,31	0,2343
5	0,816	1,30	0,2324
6	0,716	1,30	0,2305
7	0,629	1,30	0,2286
8	0,553	1,29	0,2267
9	0,487	1,29	0,2248
10	0,429	1,29	0,2229
11	0,379	1,28	0,221
12	0,335	1,28	0,2191
Сумма:	0,9563		22,869

Таблица 17. Перерасчётные    для d_k3

№		мм
1	1,395	1,32	0,24
2	1,219	1,31	0,2367
3	1,067	1,30	0,2334
4	0,936	1,30	0,2301
5	0,823	1,29	0,2268
6	0,725	1,29	0,2235
7	0,641	1,28	0,2202
8	0,567	1,28	0,2169
9	0,503	1,27	0,2136
10	0,447	1,27	0,2103
11	0,398	1,26	0, 207
12	0,355	1,26	0, 2037
№		мм
Сумма:	0,9508		20,314

Таблица 18. Перерасчётные    для d_k4

№		мм
1	1,395	1,32	0,24
2	1,218	1,31	0,238
3	1,064	1,31	0,236
4	0,931	1,31	0,234
5	0,816	1,30	0,232
6	0,716	1,30	0,23
7	0,629	1,30	0,228
8	0,554	1,29	0,226
9	0,488	1,29	0,224
10	0,430	1,29	0,222
11	0,380	1,28	0,22
Сумма:	0,9436		17,732

При составлении карты эскизов исходим из следующих данных.

При нанесении лака на проволоку толщина изоляционного слоя провода при определённой рецептуре эмальлака зависит от числа покрытий, способа наложения лака, скорости эмалирования и вязкости, которую лак имеет в ванне агрегата для эмалирования. Стабильность толщины изоляции провода, являющаяся важнейшим параметром, определяющим уровень и однородность его электрических и механических характеристик. Поэтому правильный выбор технологических режимов эмалирования имеет исключительно важное значение для обеспечения высокого качества изоляции провода.

Скорость эмалирования зависит от количества лака накладываемого на проволоку за один проход. Толщина покрытия за каждый проход определяет допустимую скорость физико-химических процессов превращений жидкого лака в твёрдую эмаль, причём для лаков различной природы эта скорость будет разной.

В случае применения калибров (неразъемных металлических) для наложения лака на проволоку появляется возможность рассчитать оптимальные маршруты калибров и связанные с ними скорости эмалирования. Скорость эмалирования возрастает с увеличением числа проходов и уменьшением нанесённого слоя лака за каждый проход. При этом предельная скорость эмалирования, кроме возможностей эмаль-агрегата, определяется процессом нагрева в эмаль-печи проволоки с лаком, а именно скорости испарения растворителей и скорости полимеризации лаковой плёнки.

 

.10 Расчет маршрута калибров

Расчетные формулы:

Толщина сухой пленки, наносимой за первый проход: ;

Толщина жидкого лака (за первый проход): ; где р - коэффициент, учитывающий испарение растворителя;

Безразмерная толщина жидкого слоя лака: ;

Безразмерный радиус: ;

Диаметр первого калибра: ;

Уточненное значение безразмерного радиуса: ;

Уточненное значение безразмерной толщины жидкого слоя лака: ;

Определяем ;

Толщина слоя сухой эмали: ;

Диаметр провода перед вторым калибром: ;

Другие диаметры определяются аналогично, с учетом изменений, начиная с п.5, подставляя вместо  и т.д.

Результаты расчёта сведены в табл. 19, 20, 21,22.

Таблица 19. Результаты расчета маршрута неразъемных калибров для провода диаметром 0,315 мм. Номинальная диаметральная толщина изоляции 0,0435 мм.

№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака мм	Диаметр провода с сухим слоем эмали мм
1	0,3315	0,3176
2	0,3341	0,3201
3	0,3367	0,3227
4	0,3392	0,3252
5	0,3418	0,3278
6	0,3443	0,3304
7	0,3469	0,3329
8	0,3494	0,3355
9	0,3520	0,3380
10	0,3546	0,3406
11	0,3571	0,3432
12	0,3597	0,3457
№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака мм	Диаметр провода с сухим слоем эмали мм
13	0,3622	0,3483
14	0,3648	0,3508
15	0,3673	0,3534
16	0,3699	0,3560
17	0,3725	0,3585

Таблица 20. Результаты расчета маршрута неразъемных калибров для провода диаметром 0,335 мм. Номинальная диаметральная толщина изоляции 0,0470 мм.

№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака, мм	Диаметр колибра, мм
1	0,3529	0,3378
2	0,3556	0,3405
3	0,3584	0,3433
4	0,3612	0,3460
5	0,3639	0,3488
6	0,3667	0,3516
7	0,3694	0,3543
8	0,3722	0,3571
9	0,3749	0,3598
10	0,3777	0,3626
11	0,3804	0,3654
12	0,3832	0,3681
13	0,3860	0,3709
14	0,3736
15	0,3915	0,3764
16	0,3942	0,3792
17	0,3970	0,3819

Таблица 21. Результаты расчета маршрута неразъемных калибров для провода диаметром 0,355 мм. Номинальная диаметральная толщина изоляции 0,0470 мм.

№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака, мм	Диаметр колибра, мм
1	0,3729	0,3578
2	0,3756	0,3605
3	0,3784	0,3633
4	0,3811	0,3660
5	0,3839	0,3688
6	0,3866	0,3716
7	0,3894	0,3743
8	0,3922	0,3771
9	0,3949	0,3798
10	0,3977	0,3826
11	0,4004	0,3854
12	0,4032	0,3881
13	0,4059	0,3909
14	0,4087	0,3936
№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака мм	Диаметр провода с сухим слоем эмали мм
15	0,4115	0,3964
16	0,4142	0,3992
17	0,4170	0,4019

Таблица 22. Результаты расчета маршрута неразъемных калибров для провода диаметром 0,380 мм. Номинальная диаметральная толщина изоляции 0,0495 мм.

№ прохода	Диаметр провода с жидким слоем лака, мм	Диаметр колибра, мм
1	0,3988	0,3829
2	0,4017	0,3858
3	0,4046	0,3888
4	0,4075	0,3917
5	0,4105	0,3946
6	0,4134	0,3975
7	0,4163	0,4004
8	0,4192	0,4034
9	0,4221	0,4063
10	0,4250	0,4092
11	0,4280	0,4121
12	0,4309	0,4150
13	0,4338	0,4180
14	0,4367	0,4209
15	0,4396	0,4238
16	0,4425	0,4267
17	0,4455	0,4296

При отжиге проволоки в печи отжига в проволоке изменяется кристаллическая решётка, и проволока выходит из печи отжига мягкой и пластичной. Кроме того, температура отжига влияет на электрическую проводимость меди, удельное сопротивление и относительное удлинение при разрыве. Температура плавления меди 1083°С, поэтому в печи отжига необходимо создать температуру не допускающую перегрев или плавление проволоки. Температура отжига меди находится в пределах 400-650 ⁰С. Чем ниже температура отжига, тем больше должна быть выдержка при этой температуре с целью обеспечения качественного отжига. Длительный отжиг при низких температурах обеспечивает равномерность прогрева и лучшее качество. Для плавности температурного перехода используем 3 зоны нагрева: 420, 410, 400°С.

Температура лака должна быть такой, чтобы характеристики лака, т.е. вязкость, резко не менялась. Это происходит в интервале температур 20-40°С, принимаем температуру лака равной 35-40°С.

О температурном режиме печи агрегата для эмалирования обычно судим по так называемой температурной кривой печи. В первой зоне эмаль-печи устанавливается температура, при которой в нанесённом слое лака происходит испарение растворителей. Необходимо, чтобы в этой зоне не было завышения установленной температуры т.к. может произойти полимеризация верхнего слоя лака, и не произойдёт качественной запечки лака. Вторая зона эмаль-печи - зона полимеризации. В этой зоне температура должна быть достаточной, для того чтобы произошёл процесс пленкообразования. Эта температура зависит от слоя лака, нанесённого на проволоку за один проход, скорости эмалирования и природы лака, т.е. её основы.

В первой зоне эмаль-печи происходит испарение растворителя и температура должна быть такой, чтобы испарение происходило быстро и должно быть не меньше температуры кипения. Экспериментально установлено, что можно повысить температуру на 100-150°С. Температура кипения трикрезола 191-203°С.

Во второй зоне происходит полимеризация, и для быстрого сшивания молекул берём температуру 730 ± 10°С.

Пары растворителей отсасываются из первой зоны и направляются на катализатор. Температура катализатора должна быть достаточной для того, чтобы произошло наиболее полное сгорание паров растворителей. Температуру на катализаторе берём рекомендуемую фирмой - изготовителем оборудования. Для нашего агрегата она равна 700 ±50°С.

Расчёт скорости

Для агрегата Delta H4 SВ производительность VD=100. Скорость эмалирования так же зависит и от свойств применяемого лака:

Критерии выбора скорости:

Степень пленкообразования

А_ср≥0,75 - средняя степень пленкообразования

А_к≥0,5 - степень пленкообразования на последнем слое

Эти условия должны выполняться одновременно.

Степень термодеструкции:

В_ср≤0,15

Эти параметры установлены экспериментально.

Где j - номер прохода; k-общее количество проходов

Данные расчетов сведены в таблицы 23,24,25,26.

Таблица 23. Результаты расчета зависимости степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования. Диаметр проволоки 0,315 мм.

Vэм, м/мин	Аср	Ак	Вср
320	0,99	0,86	0,18
330	0,99	0,84	0,17
340	0,99	0,82	0,15
350	0,98	0,79	0,14
360	0,98	0,76	0,13
370	0,98	0,74	0,12
380	0,98	0,71	0,11
390	0,97	0,68	0,10
400	0,97	0,66	0,10
410	0,97	0,63	0,09
420	0,96	0,60	0,08
430	0,96	0,58	0,08
440	0,95	0,55	0,07
450	0,95	0,53	0,07
460	0,94	0,51	0,06
470	0,94	0,48	0,06

 343 м/мин, 462 м/мин,  439 м/мин

На рисунке 3 приведена зависимость степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования.

Рис.3. Зависимость степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования:

Аср - средняя степень пленкообразования; Ак - степень пленкообразования последнего слоя; Вср - средняя степень деструкции.

Таблица 24. Результаты расчета зависимости степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования. Диаметр проволоки 0,335 мм.

Vэм, м/мин	Аср	Ак	Вср
300	0,99	0,86	0,17
310	0,99	0,83	0,16
320	0,99	0,80	0,14
330	0,98	0,77	0,13
340	0,98	0,75	0,12
350	0,98	0,72	0,11
360	0,97	0,69	0,10
370	0,97	0,66	0,09
380	0,96	0,63	0,09
390	0,96	0,60	0,08
400	0,95	0,57	0,07
410	0,95	0,54	0,07
420	0,94	0,51	0,06
430	0,94	0,49	0,06
440	0,93	0,46	0,05
450	0,92	0,44	0,05

 316 м/мин, 425 м/мин,  404 м/мин

Таблица 25. Результаты расчета зависимости степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования. Диаметр проволоки 0,355 мм.

Vэм, м/мин	Аср	Ак	Вср
280	0,99	0,89	0,17
290	0,99	0,86	0,15
300	0,99	0,83	0,14
310	0,99	0,80	0,12
320	0,98	0,77	0,11
330	0,98	0,74	0,10
340	0,98	0,70	0,09
350	0,97	0,67	0,08
360	0,97	0,64	0,08
370	0,96	0,61	0,07
380	0,96	0,57	0,06
390	0,95	0,54	0,06
400	0,94	0,51	0,05
410	0,94	0,49	0,05	0,93	0,46	0,05
430	0,92	0,43	0,04

 292 м/мин, 405 м/мин,  385 м/мин

Таблица 26. Результаты расчета зависимости степени пленкообразования и степени деструкции от скорости эмалирования. Диаметр проволоки 0,380 мм.

Vэм, м/мин	Аср	Ак	Вср
250	1	0,93	0,18
260	0,99	0,90	0,16
Vэм, м/мин	Аср	Ак	Вср
270	0,99	0,88	0,14
280	0,99	0,84	0,13
290	0,99	0,81	0,11
300	0,98	0,78	0,1
310	0,98	0,74	0,09
320	0,98	0,71	0,08
330	0,97	0,67	0,07
340	0,97	0,63	0,07
350	0,96	0,60	0,06
360	0,95	0,56	0,05
370	0,95	0,53	0,05
380	0,94	0,50	0,04
390	0,93	0,47	0,04
400	0,92	0,44	0,04

 267 м/мин, 379 м/мин,  360 м/мин

Минимальная скорость эмалирования ограничивается средней степенью деструкции эмальпленки. Если проволока очень долго будет находиться в э/печи, то разрушится большое количество связей. В_ср не должно превышать 0,15.

Максимальная скорость эмалирования ограничивается средней степенью пленкообразования и степенью пленкообразования последнего слоя эмаль - пленки. Если проволока будет мало находиться в печи, то мало связей успеют сформироваться, и изоляция не будет удовлетворять нужным требованиям. А_ср должно быть не менее 0,75.

Если степень пленкообразования последнего слоя будет мала, то витки изолированной проволоки на приемном барабане будут слипаться. А_к должно быть не менее 0,5. Поскольку эмалирование происходит не при максимальной скорости, а при оптимальной, отличающейся от максимальной на допуск. Допуск выбирается равным 5 % от скорости, лежащей в пределах Vmin - Vmax и округляется до целого или кратного 0,5 м/мин. Т.о.

Все результаты расчета сведены в технологическую карту (Приложение №1).

 

.11. Расчет потребного количества оборудования

Определение необходимого количества технологического оборудования для проектируемого участка производится на основании данных о трудоемкости единицы выпускаемого провода, производственной программы и действительного фонда времени работы оборудования.

Действительный фонд времени (Ф_д) - это время, в течение которого оборудование должно быть занято работой, оно равно номинальному фонду (Ф_н) за вычетом времени пребывания оборудования в ремонте (Ф_ппр).

Оборудование - Эмаль-агрегат Delta H4 SВ.

Определение номинального фонда времени работы оборудования.

Производство (эмалирование) является непрерывным.

Ф_н= (Ф_к-N) *24,

где Ф_н - номинальный фонд времени, ч;

Ф_к - число календарных дней в году;

N - остановка производства в праздничные дни.

Ф_н= (Ф_к-N) *24= (365-10) *24=8520 ч

Определение среднегодового простоя оборудования.

Ф_ппр=,

где Р_с - группа ремонтной сложности, рем. ед.;

n_i - количество i-того вида ремонта в цикле;

Т_ni - норма простоя оборудования на единицу ремонтной сложности для данного вида ремонта, сут.;

Т_ср - длительность ремонтного цикла, год.

Проводится: 1 - капитальных; 2 - средних; 7 - малых ремонтов; 10 - осмотров.

Ф_ппр==603 ч

Определение действительного фонда времени:

Ф_д=Ф_н-Ф_ппр;

Ф_д=Ф_н-Ф_ппр=8520-603=7917 ч

Расчёт трудоёмкости и норм выработки:

Рассмотрим пример расчёта трудоёмкости для марко-размера 0,355. Для остальных марко-размеров расчет производится аналогично и все данные занесены в табл.27.

Машинное время:

,

где Т_м - трудоёмкость, мин/км;

К_З - коэффициент замедления;

V - линейная скорость, м/мин.

;

Ручное время: на эмаль-агрегате применяются сдвоенные приёмные и отдающие устройства. По этой причине смена приёмного и отдающего барабана происходит без остановки линии и следовательно Т_р=0.

Трудоёмкость изготовления:

Рассчитаем коэффициент машинного времени:

K_m=,

где Т_см - время рабочей смены, мин;

Т_обсл - время на обслуживание агрегата, мин - складывается из времени, затрачиваемого на смену волок, на растяжку проволоки перед заправкой в волоку, смену калибра, чистку агрегата;

Т_лн - время на личные нужды, мин;

Т_пзв - подготовительно-заключительное время, мин.

K_m=

Норма выработки в час:

Н_в=,

где P - масса провода, кг/км;

V - скорость эмалирования, м/мин;

N - количество ходов машины;

K_вых - коэффициент выхода годного провода;

K_{m -} коэффициент машинного времени.

Для провода диаметром 0,315 мм:

P= 0,7242 кг/км;

V=439 м/мин;

N=2;

К_вых=0,95;

К_m=0,95;

Н_в=, t_i=,

где t_{i -} норма времени.

t_i=; переведём в тонны - 31,9 ч/т;

Определение необходимого количества оборудования:

,

где С_р - количество машин расчётное;

t_i - трудоёмкость операции, ч/т;

N_i - выпуск по операции марко-размера, т.

Примем количество машин на участке равное 2.

Определим коэффициент загрузки оборудования:

К_з=,

где С - принятое количество машин.

К_з==0,973

Данные по расчёту количества оборудования сведём в табл.28.

Таблица 27. Норма выработки и трудоёмкость

Марка провода	Диаметр провода, мм	Линейная скорость, м/мин	Норма выработки в час, кг/ч	Норма времени, ч/т	Машинное время, мин/км	Трудоёмкость изготовления, мин/км
ПЭЭИД2-200	0,315	439	31,351	31,898	2,398	2,398
	0,335	404	32,656	30,623	2,606	2,606
	0,355	385	34,852	28,693	2,734	2,734
	0,38	360	36,359	27,504	2,924	2,924

Таблица 28. Количество оборудования

Марка оборудования	Диаметр провода, мм	Товарный выпуск, т	Норма времени, ч/т	Количество оборудования		Действи- тельный фонд времени, ч	Коэф- фициент загрузки оборудования
				Расчёт- ное	При- нятое
Delta H4 SВ	0,315	108,63	31,898	1,946	2	7917	0,973
	0,335	122,955	30,623
	0,355	137,7	28,693
	0,38	153,645	27,504

1.12. Обоснование и выбор внутрицеховой и отправной тары

В качестве отдающей тары на эмаль-агрегатах применяются металлические катушки либо контейнеры. В качестве приемной тары применяются пластмассовые катушки (табл.29). [4]

Таблица 29. Размеры и ёмкость тары

Марка обору-дования	Отдающая тара		Приёмная тара		примечание
	Номер или размер барабана (катушки), мм	Вес полуфабриката на барабанах, кг	Номер или размер барабана (катушки), мм	Вес полуфабриката на барабанах, кг
Delta H4 SV	630	495	355	46,15

Количество отдающей тары для изготовления провода диаметром 0,315 мм необходимое для участка на 1 смену рассчитаем по формуле:

H₁=,

где H₁ - количество отдающей тары на 1 смену;

Н_в - норма выработки в смену, кг/см;

С - количество машин, шт;

l - ёмкость тары, кг.

H₁===1,013≈2 шт.

Количество отдающей тары между двумя операциями:

H=шт.

Количество отдающей тары необходимое для участка с 3-х сменным запасом рассчитаем по формуле:

h=,

где h - количество отдающей тары с 3-х сменным запасом, шт;

К₁ - количество рабочих смен.

h=шт.

Количество отдающей тары необходимое на годовую программу рассчитаем по формуле:

N_отд=,

где B - товарный выпуск провода, т;

l - ёмкость тары, т;

m - коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки отправной тары, равный 1.1¸1.3 в зависимости от типа кабеля.

N_отд==1215 шт

Количество приемной тары для изготовления провода диаметром 0,315 мм необходимое для участка на 1 смену:

H₂===10,869≈11 шт.

Количество приемной тары необходимое для участка с 3-х сменным запасом:

h=шт.

Необходимое количество приёмной тары на годовую программу:

N_пр=шт;

Для остальных маркоразмеров количество отдающей и приемной тары на 1 смену занесены в табл.30.

Таблица 30. Количество отдающей и приемной тары

Диаметр провода, мм	0,315	0,335	0,355	0,38
Отдающая тара	6	6	6	6
Приемная тара	11	12	13	14

1.13. Расчет необходимого количества и стоимости полуфабрикатов и материалов на годовую программу

Расчёт потребности материалов при выпуске провода ПЭЭИД2-200 ведётся раздельно на каждый марко-размер.

Для диаметра провода 0,315 мм:

Норма расхода меди на изготовление 1-ой тонны провода с учётом процента отходов:

Р_0,315=,

где Р_0,315 - масса меди расходуемой на изготовление 1-ой тонны провода, кг; М_пр - масса меди в одной тонне провода, кг;

- 100% провода;

- процент отходов, %.

Р_0,315==1017, 207 кг;

Норма расхода лака на изготовления 1-ой тонны провода с учётом процента отходов:

L_0,315=

где L_0,315 - масса лака расходуемого на изготовление 1-ой тонны провода, кг; М_л - масса лака в одной тонне провода, кг; 4,2 - процент отходов, %.

Для 1 слоя

¹L_0,315==132,83 кг;

Для 2 слоя:

 

L_0,315==56,927 кг;

Вес отходов меди на 1 тонну провода:

М_ом0,315=Р_0,315-М_пр; М_ом0,315=Р_0,315-М_пр=1017, 207-956,175=61,032 кг;

Вес отходов лака на 1 тонну провода:

М_ол0,315=¹L_0,315 +²L_{0,315 -} ¹М_{л -} ²М_л;

М_ол0,315=¹L_0,315 +²L_{0,315 -} ¹М_{л -} ²М_л =132,83+56,927-128,845-55,219=5,693 кг;

Расход меди на годовой выпуск провода марки ПЭЭИД2-200 диаметром 0,315 мм:

Р_мг=В_т*Р_0,315,

где В_т - товарный выпуск провода в год, т;

Р_мг=В_т*Р_0,315=108,63*1,0172=110,499 т;

Расход лака на годовой выпуск провода марки ПЭЭИД2-200 диаметром 0,315 мм:

Р_лг = В_т* (¹L_0,315+²L_0,315);

Р_лг = В_т* (¹L_0,315+²L_0,315) =108,63* (0,133+0,0569) =20,613 т;

Стоимость меди на годовую программу выпуска:

S_0,315м=В_т*Р_0,315*С_м-В_т*М_ом0,315*С_ом,

где С_м - стоимость меди, руб за тонну;

С_ом - стоимость отходов меди, руб за тонну;

S_0,315м=В_т*Р_0,315*С_м-В_т*М_ом0,315*С_ом=108,63*1,0172*215215-108,63*0,061*145000=22 819 752 руб;

Стоимость лака на годовую программу выпуска:

S_0,315л=В_т*¹L_0,315 *С_л1 + В_т*²L_0,315*С_л2,где С_л1 - стоимость 1 слоя лака, руб за тонну;

С_л2 - стоимость 2 слоя лака, руб за тонну;

S_0,315л=В_т*¹L_0,315 *С_л1 + В_т*²L_0,315*С_л2=

=108,63*0,132*140000+108,63*0,0569*200000=3 256 895 руб;

Расчеты по другим маркоразмерам ведутся аналогично. Данные расчетов сведены в табл.31.

Таблица 31. Количество и стоимость полуфабрикатов и материалов на годовую программу

Диаметр, мм	Расход на ГВ, т			Стоимость на ГВ, руб			Стоимость по марко-размерам, руб
	Медь	Лак1	Лак2	Медь	Лак1	Лак2
0,315	110,499	14,429	6,184	22819752	2020104	1236792	26076647
0,335	124,978	16,597	7,113	25809751	2323637	1422627	29556015
0,355	140,339	17,523	7,510	28982140	2453155	1501924	32937219
0,38	156,611	19,492	8,354	32342420	1670771	36742116
Сумма				109954063	9525821	5832113	125311997

1.14 Расчет установленной мощности токоприемников и мощности трансформаторного отделения

Расчёт установленной мощности токоприемников необходим для выбора числа и типов трансформаторных подстанций в отделении, расчёта необходимой площади под них, расчёта необходимого количества технологической электроэнергии.

Сначала для каждой группы однотипных машин следует рассчитать активную установленную мощность (кВт):

,

где p_Н - активная мощность единицы оборудования данной группы машин, кВт;

n - число машин в группе.

Для каждой группы машин определяется также реактивная мощность:

,

где q_Н - реактивная мощность единицы оборудования данной группы машин, кВАр;

n - число машин в группе.

Реактивная мощность единицы оборудования:

,

где j - угол между векторами тока и напряжения.

Для установления общей потребной трансформаторной мощности вначале определяются расчётные активная и реактивная мощности для каждой группы машин:

 [кВт],

 [кВАр],

где К_С - коэффициент спроса в данной группе.

 

Полная трансформаторная мощность отделения:

 [кВА],

где К_М - коэффициент разноимённости максимумов (0.85¸1.0).

Так как производство непрерывное, то необходимо использовать 2-х трансформаторную подстанцию. Поэтому для участка используем трансформаторную подстанцию типа 2БКТП ПК 250/10-0,4.

Коэффициент запаса:

,

;

Расчет коэффициента перегрузки с учетом отключения одного трансформатора:

,

;

 данное условие выполняется.

1.15 Предварительный расчет потребных площадей для производственных и вспомогательных целей

Вся площадь цеха делится на производственную, вспомогательную, конторскую, бытовую.

Необходимая станочная площадь с учётом расположения проездов и проходов укрупнено определяется по формуле:

=,

где S_i - площадь, занимаемая одной машиной i-го типа, м²; n - число машин i-го типа; К - коэффициент, учитывающий расстояние между машинами, проезды, проходы (К=1,7). Площадь под полуфабрикаты на катушках и под пустую тару рассчитывают по формуле

,

где  Д_Щ - диаметр щеки барабана, м; l - длина барабана между внешними сторонами щёк, м; n - число барабанов (катушек) между двумя операциями; К - коэффициент использования площадей, равный 0,4¸0,6 (в связи с необходимостью проходов и проездов между барабанами).

Для приемной тары:

;

Для отдающей тары:

;

Потребность в площадях складских помещений рассчитывается из соотношения:

,

где Q - потребность материала на готовую программу, т; t - количество дней хранения материала. Учитывая, что материал получают с заводского склада, который работает в одну смену, время хранения берут равным (3¸5) дней. Полуфабрикатный материал (например, нарезанная бумага, пропитанная пряжа) хранится в цехе (2¸3) смены; Ф_Н - количество рабочих дней в году; q - допустимая нагрузка на 1 м² склада, т; K - коэффициент использования площади (К=0.4¸0.5).

Площадь под трансформаторные подстанции устанавливается в соответствие с типом, числом и габаритами выбранных трансформаторов.

,

где

a - длина трансформаторной подстанции; b - ширина трансформаторной подстанции.

Площадь для расположения ремонтной службы при укрупнённых расчётах выбирается в зависимости от числа вспомогательных рабочих (при норме 6 м² на человека).

Этот расчёт производится после расчёта числа вспомогательных рабочих.

Для мастера предусматривается площадь в цехе на возвышенности размером 6 м²

Площадь конторских помещений определяется из расчёта 6 м² на каждого работающего в конторе в дневную смену.

Площадь бытовых помещений для санитарно-гигиенических нужд рабочих устанавливается санитарными нормами проектирования промышленных предприятий в зависимости от характера производственного процесса, режима работы и количественного состава работающих.

Для укрупнённых расчётов при закрытом способе хранения одежды для горячих цехов - 4 м² на человека.

Расчёт производится после составления штатного расписания.

 

.16 Обоснование планировки оборудования в отделении

Оборудование должно располагаться в одноэтажном здании.

Используется продольное расположение оборудования, т.к. машины имеют большие габариты (длины). Это обеспечивает: более компактные размеры цеха; прямоточный технологический поток без возвратных и встречных потоков; кратчайшие пути движения материалов и полуфабрикатов, удобство обслуживания всех машин; соблюдение всех правил охраны труда, техники безопасности и пожарной безопасности; соблюдение норм разрывов между машинами, от машины до стены, колонны, проезда.

Площади для отдающей тары и материалов должны находиться в непосредственной близости от отдающих устройств оборудований. Площади под приёмную тару располагаются так же.

Размеры колонн составляют - 400 × 400 мм.

Сетка колонн: расстояние между колоннами - 6 м, ширина пролётов - 12 м.

Расстояния между оборудованием - 1200 мм.

Пожарный проезд составляет - 5 м.

Транспортный проезд - 2,5 м.

Размер ворот в каждом отделении - 5 × 4 м.

В связи со средней мощностью цехового трансформатора, необходимо выполнить его пристенное расположение.

1.17 Обоснование типов и расчёт необходимого количества транспортных средств и грузоподъёмных механизмов

Для выбора типа транспортных средств и грузоподъёмных механизмов необходимо установить максимальный вес единицы транспортируемого изделия (барабана). Эти данные представлены в табл.32 и 33.

Для транспортировки тары с грузом до 5 т будем использовать электрокары.

Таблица 32. Вес изделий на приемных барабанах и вес материалов.

Марко-размер	Тара	Вес тары, кг	Средний вес провода на катушке, кг	Вес с тарой, кг
0,315	355	1,85	46,15	48
0,335			46,15	48
0,355			46,15	48
0,380			46,15	48

Таблица 33. Вес изделий на отдающих барабанах и вес материалов.

Марко-размер	Тара	Вес тары, кг	Средний вес провода на катушке, кг	Вес с тарой, кг
0,315	630	85	495	580
0,335			495	580
0,355			495	580
0,380			495	580

Необходимое количество электрокаров рассчитывается по следующей формуле:

,

где Q - масса грузов, перевозимых по годовой программе, с учётом веса тары, т;

l - средняя длина пробега (определяется после планировки оборудования), м;

V - средняя скорость движения транспортного средства, м/мин;

t_З - время загрузки, мин; (отчёт по практике)

t_{Р -} время разгрузки, мин; (отчёт по практике)

q - грузоподъёмность транспортного средства, т;

a - коэффициент использования грузоподъёмности;

Ф - годовой номинальный фонд времени работы транспортного средства, ч;

h - коэффициент, учитывающий потери времени на ремонт (равный 0.9).

Загрузка транспортного средства мала и обслуживание отделения будем производить внутрицеховыми транспортными средствами.

 

.18 Обоснование требований к строительной части

Перечень требований к строительной части цеха, вытекающих из характера проектируемого производства, используемых материалов, типа технологического оборудования, подъёмно-транспортных средств, требований техники безопасности, противопожарной техники и промсанитарии:

) Здание по пожарной безопасности относится к группе Б, так как в проектируемом здании есть взрывоопасные и горючи вещества; [3]

) Конструкция здания. Здание одноэтажное. Фундамент кирпичный, ленточные подушки, сборные железобетонные блоки. Стены сэндвич-панели, толщина стен - 400 мм.

) Тип перекрытия - фермы. Материал ферм - сталь СТ 12;

) Железобетонные колонны размерами 400 × 400 мм. Принимаемая сетка колонн с шириной пролёта - 12 м и шагом колонн - 6 м;

) Высота здания - 10 м. Высота до нижнего пояса ферм - 7 м;

) Оконные проёмы одинаковые, размещены равномерно. Размеры оконных проёмов: высота - 14500 мм, ширина - 5200 мм. Исходя из категории взрывоопасности принимаем 80% остекления. Световые фонари установлены в каждом пролёте;

) Конструкция кровли - арочная. Тип кровли - мягкая. Материал - технониколь. По периметру наружных стен здания предусмотрены ограждения на кровле высотой 0,6 м;

) Для удобства перемещения тары по цеху материал пола - бетон;

) Наружные и внутренние стены отапливаемых и не отапливаемых зданий следует проектировать сборными из сэндвич-панелей и листовых материалов заводского исполнения. В наружных стенах, следует предусматривать уплотнение шва. Колонны следует заштукатурить, загрунтовать и покрасить алкидной краской;

) Ворота следует принимать типовые. Размеры ворот следует принимать для наземного транспорта с превышением габаритов транспортных средств не менее чем 0,2 м по высоте и 0,6 м по ширине. Размер ворот - 4 × 5 м.

Расчет необходимого количества основных и вспомогательных рабочих, ИТР, СКП, МОП

Расчёт производится по категориям работающих: основные рабочие, вспомогательные рабочие, МОП, руководители и специалисты.

Для расчёта численности работающих, рассчитаем годовой действительный фонд времени работы одного работающего. Для этого составляем баланс рабочего времени одного рабочего. Результаты занесены в табл.29.

Таблица 29. Баланс рабочего времени

Состав фонда рабочего времени	Дни	Часы	в % к номинальному фонду
1. Календарные дни	364	8736
2. Выходные и праздничные дни	106	2544
3. Номинальный фонд рабочего времени	268	2144	100
4. Целодневные невыходы на работу а) Отпуска основные б) Отпуска дополнительные в) По болезни г) Выполнение гос. обязанностей в) Неявки с разрешения администрации Итого невыходов	28 14 4 1 1 48
5. Средняя продолжительность рабочего дня	-	8
6. Эффективный фонд среднесписочного рабочего	220	1760

Принимаем эффективный фонд среднесписочного рабочего на 120 часов больше, в соответствии с законодательством.

Явочная численность основных рабочих (эмалировщиков) определяется:

,

где Р_я - явочное количество рабочих.

m - число операций.

Н_i - норма обслуживания рабочих мест на i - той операции;

n - число рабочих смен._i - количество рабочих мест на операции.

Коэффициент перерасчёта

По общему итогу явочного числа рабочих определяем списочное число рабочих:

Таблица 30. Численность основных рабочих.

Наименование профессии	Норма обслуживания	Число рабочих смен	Количество рабочих мест на операции	Явочное количество рабочих		Списочное количество рабочих
						Расчетное	Принятое
Эмалировщик	1	4	2	6	1,14	9,12	10

К вспомогательным рабочим относятся дежурные слесари и электрики.

Необходимое число дежурных слесарей, электриков, смазчиков рассчитывается исходя из норм обслуживания и общей ремонтной сложности оборудования, установленного в цехе:

,

где R - ремонтная сложность (механическая - при расчете количества дежурных слесарей, смазчиков; электрическая - при расчете числа дежурных электриков) i-того вида оборудования, единицы ремонтной сложности;

С_i - число оборудования i-того вида;

m - число видов оборудования;

n - число смен в сутках;

Н₀ - норма обслуживания.

Необходимое количество слесарей:

N_c=*n=*3=0,667≈1

Необходимое количество электриков:

N_э===1,2≈2

Необходимое количество смазчиков:

N_c=*n=*3 =0,6≈1

Таблица 31. Расчет численности дежурных слесарей, электриков.

Вид оборудования	Число видов оборудования	Профессия	Механическая рем. сложн. ед.	Электрическая рем. сложн. ед.	Смазочная рем. сложность. ед.	Норма обслуживания ед.	Расчетное количество рабочих, чел	Принятое количество рабочих, чел
Delta H4 SB	2	Электрик	100	100	100	500	0,667	1
		Слесарь				900	1,2	2
		Смазчик				1000	0,6	1

В связи с тем, что все капитальные и средние ремонты производит ремонтный цех, а малые ремонты и осмотры на участке выполняют ремонтники цеха, то принимаем количество дежурных слесарей и электриков по четыре человека, работающих по двенадцати часовому графику.

Рабочие имеют четвёртые разряды по своим профессиям.

Количество рабочих в ремонтном цехе вычисляется по формулам:

,

где

N_{р. м} - число ремонтников в ремонтно-механическом цехе; Р_ci - ремонтная сложность; n_pi - число ремонтов i - того вида; Т_цi - ремонтный цикл i - того вида машин, год; Ф_д - действительный фонд времени, работы рабочего, ч; t_i - трудоемкость данного вида ремонта.

Количество слесарей:

Количество электриков:

Количество станочников:

Табл.32. Число рабочих в ремонтно-механическом цехе.

Вид оборудования	Число видов оборудования	Профессия	Механическая рем. сложн. ед.	Электрическая рем. сложн. ед.	Станочная рем. сложн. ед.	Расчетное количество рабочих, чел	Принятое количество рабочих, чел
Delta H4 SB	2	Электрик	100	100	100	0,479	1
		Слесарь				1,099	2
		Станочники				0,585	1

Количество ремонтников в цехе определяется по формулам:

,

t_м - трудоемкость малого ремонта

Количество слесарей:

Количество электриков:

Количество станочников:

Табл.33. Число ремонтников в цехе.

Вид оборудования	Число видов оборудования	Профессия	Механическая рем. сложн. ед.	Электрическая рем. сложн. ед.	Станочная рем. сложн. ед.	Расчетное количество рабочих, чел	Принятое количество рабочих, чел
Delta H4 SB	2	Электрик	100	100	100	0,319	1
		Слесарь				1,915	2
		Станочники				0,957	1

Грузчики на участок не нужны, т.к. готовая продукция складывается на поддоны эмалировщиками и отвозится общецеховым погрузчиком, на склад готовой продукции, после проверки провода цеховым ОТК.

В отделении принимаем одного кладовщика в смену.

Примем в отделение одного бухгалтера и одного экономиста.

Штатное расписание составляется либо на основании данных по аналогичным производствам, с учетом характера производства и объема выпуска, либо в соответствии со следующими рекомендациями, приведенными в таблице 34.

Табл.34. Рекомендуемое штатное расписание.

Должность	Кол-во	Примечание
Начальник цеха	1
Зам. начальника цеха:	1
Технолог	1
Мастер	4
Табельщик	1
Бухгалтер	1

При составлении штатного расписания необходимо учитывать возможность совмещения профессий.

После всех расчетов составляется сводная ведомость работающих.

Таблица 35. Сводная ведомость

Категории работающих	Всего	В%от количества основных рабочих	В % от общего числа работающих
Основные рабочие	10	100	27,27
Вспомогательные рабочие: Дежурные слесари Дежурные электрики Дежурные смазчики Кладовщики	16 4 4 4 4	133,3 33,3 33,3 16,7 50	36,36 9,09 9,09 4 12
ИТР	4	21,05	12	2	10,53	8
всего	22	-	100

Расчет годового фонда зарплаты основных и вспомогательных рабочих, ИТР, СКП, МОП. Прямой фонд зарплаты основных рабочих-сдельщиков

где Q_з - программа запуска на данной операции i-того марко - размера; t_i - трудоёмкость операции, станко-час/км; n_i - норма обслуживания станка, чел/стан; Ч_сi - часовая тарифная ставка рабочего соответствующего разряда и группы, руб/ч·чел.

Полный годовой фонд зарплаты

,

где К_д - коэффициент, учитывающий доплаты к прямому фонду; К_р - районный коэффициент, равный 1,15.

Табл.36. процентное содержание доплат.

Доплаты к прямому фонду
Премиальные начисления %	50
Доплата за ночные и вечерние %	18,5
Отпускные %	10
Прочие%	2
Поясной коэффициент	1,15

Среднемесячная зарплата

Среднемесячная зарплата есть отношение полного фонда к числу рабочих данной профессии и к числу месяцев в году:

Налоги и отчисления из фонда оплаты труда.

Отчисления на социальные нужды - это обязательные платежи во внебюджетные фонды в размерах, установленных законом. В настоящее время установлены следующие нормы: в пенсионный фонд - 26,0%, на обязательное медицинское страхование - 5,1 %, в фонд социального страхования - 2,9%. Итого - 34 %.

Таблица 37. Расчёт фонда заработной платы основны рабочих.

Наименование профессии	Марко-размер	Валовый запуск, т	Норма обслуживания, чел/стан	Трудоёмкость час/км	Часовая тарифная ставка руб/ч	Прямой фонд з/п, руб	Полный фонд з/п, руб	Отчисления на социальные нужды, руб.	Всего затраты на оплату труда, руб.
Эмалировщик	1,06	809,8	1	10,50	57	484498,92	3487456,457	1185735, 196	4673191,653
	1,12	846,5		10,11		487616,10
	1,18	688,6		9,99		392190,15
	1,25	561,2		9,87		315789,47
	всего					1680094,6

Фонд зарплаты вспомогательных рабочих.

Прямой фонд зарплаты рабочих-повременщиков рассчитывается исходя из действительного фонда времени рабочего, часовой тарифной ставки и списочного числа рабочих:

,

где: N - число рабочих с i-тым разрядом; Ч_сi - часовая тарифная ставка рабочего i-того разряда; Ф_дi - действительный фонд времени работы рабочего данной профессии. Прямой фонд зарплаты слесарей:

Полный годовой фонд зарплаты слесарей

Среднемесячная зарплата:

Расчёт для других профессий аналогичен и приведён в таблицу 38.

Таблица 38. Расчёт фонда заработной платы вспомогательных рабочих.

Наименование профессии	Число рабочих данной профессии	Часовая ставка, руб/ч	Действительный фонд времени рабочего, ч	Прямой годовой фонд з/п, руб	Полный фонд з/п, руб	Средняя з/п за месяц,руб	Отчисления на соц. нужды, руб.	Всего затраты на оплату труда, руб.
Электрик	3	35	1880	197400	409753,05	11382,02	311802,559	1228869
Слесарь	2	30		112800	234144,6	9756,025
Смазчик	2	35		131600	273168,7	11382,02

Расчёт фонда зарплаты ИТР, СКП, МОП.

Прямой фонд начальника цеха:

где О - оклад, руб. /мес; m - число месяцев в году.

Премиальный фонд:

где %П - процент премий.

Полный фонд:

где k - поясной коэффициент.

Среднемесячная заработная плата:

где Р_сп - списочная численность работников.

Отчисления на социальное страхование

Полный расчёт годового фонда заработной платы ИТР, СКП и МОП приведён в таблице 39.

Табл.39. Фонд зароботной платы ИТР, СКП, МОП.

Должность	Количество	Оклад, руб. /мес.	Прямой фонд, руб.	Премиальный руб.	Полный фонд, руб.	Отчисления на социальное страхование, руб	Среднемесячная зарплата руб.
Начальник цеха	1	25000	300000	150000	517500	175950	43125
Зам. Начальника цеха	1	20000	240000	120000	414000	140760	34500
Мастер	4	15000	720000	360000	1242000	422280	25875
Технолог	1	12000	144000	72000	248400	84456	20700
Бухгалтер	1	12000	144000	72000	248400	84456	20700
Экономист	1	12000	144000	72000	248400	84456	20700
Табельщик	1	10000	120000	60000	207000	70380	17250
Кладовщик	4	8500	408000	204000	703800	239292	14662
МОП	2	6000	144000	72000	248400	84456	10350
всего					3829500	1302030	187162,5

Расчет необходимого количества и стоимости электроэнергии, пара и воды. Расчёт расхода и стоимости электроэнергии и пара для технологических целей. Расход электроэнергии участка за год высчитывается по формуле:

=Фд*К*Рп=8500*0,9*880,8=6738120 кВт

- электроэнергия за потребляемая год, кВт;

К - коэффициент спроса;

Стоимость электроэнергии, потребляемой участком:

Опэ=W*Стэ=6738120*1,88=12667665,6 руб;

Т.к. для эмальпроизводства техническая вода не подходит по техсостоянию, будем пользоваться конденсатом пара.

Расход пара на эмаль-агрегаты:

П=Qп*Фд*Кз*n=14*8500*0,87*4=414120 кг;

П - потребность пара, кг;п - расход одной машины пара в час, кг/ч;

Кз - коэффициент загрузки;

В связи с тем, что плата за пароносители берётся за Гкалории, то переводим потребляемые кг в Гкал

П/===224,694 Гкал;

П/ - потребляемый пар, Гкал;- теплота испарения, кДж/кг;

,18*106 - переводной коэффициент;

Стоимость пара потребляемого участком:

Опп=П/*Стп=224,694*600=134816,87 руб;

Расход на энергоносители Таблица 40

Вид расхода	Расход в год	Стоимость единицы, руб	Общая стоимость, руб
Электроэнергия, кВт	6738120	1,88	12667665,6
Расход пара, Гкал	224,694	600	134816,87

Расчёт расхода и стоимости электроэнергии, воды и пара на бытовые нужды

Количество электроэнергии, расходуемой на освещение, определяется по укрупнённым показателям из расчёта q = 15¸20 Вт на 1 м² общей площади отделения. Период освещения t на широте 40¸60° принимается для трёхсменного рабочего дня 7000 ч.

,

где P - годовой расход электроэнергии на освещение, кВт·ч; S - площадь отделения, м².

.

Зная площадь отделения можно рассчитать установленную мощность вентиляторов. Для этого рассчитывают объём отделения, задавшись его площадью и высотой, затем выбирают рекомендуемую для данного производства кратность (К=8) обмена воздуха. Объём воздуха, который вентиляторы должны подать в отделение:

,

м³/ч;

Число вентиляторов определяется:

,

где

W - производительность вентилятора, м³/ч.

Выбираем вентилятор 4-12-16 с производительностью W=70000 м³/час и мощностью q=14 кВт. Тогда число вентиляторов равно:

Расход электроэнергии на вентиляцию:

,

где q - установленная мощность электродвигателя вентилятора, кВт; t - календарное время, ч.

Расход пара на отопление и нагрев подаваемого вентилятором воздуха определяется из расчёта возмещения тепловых потерь здания. Эти потери q принимаются равными 140 кДж/м³ здания.

Годовая потребность пара на отопление и вентиляцию составляет:

,

где Q_П - расход пара, т; q - расход тепла на 1 м³ здания, кДж/м³; V - объём здания, м³; H - число часов отопительного периода, 4320 ч. Расход воды для бытовых целей определяется исходя из санитарных норм проектирования промышленных предприятий. Для хозяйственно-питьевых нужд расход воды должен составлять 25 л в смену на одного работающего, для душевых - 40 л на одного работающего.

Расчет представлен в таблице 41.

Табл.41. Стоимость электроэнергии, воды, пара на бытовые нужды.

Вид расхода	Единица измерения	Расход	Стоимость единицы, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
Электроэнергия	кВт·ч	302400	1,88	2182,454
Пар	ГКал	41664,57	380	15832,483
Вода	м3	369,07	21	7,75
ВСЕГО				18022,68

Итого на энергоносители в год тратится 30 825 170, 3 руб.

Расчёт стоимости основных средств.

К основным средствам относятся: здания, оборудование, транспортные средства и т.д.

Стоимость здания:

где Ц - цена 1 м² здания; S_{ц -} площадь основного корпуса, м²; k - коэффициент, учитывающий стоимость сантехнического оборудования.

Расчёт первоначальной стоимости технологического оборудования приведён в таблице 42. Затраты на монтаж и транспортировку технологического оборудования составляют 15% от оптовой цены.

Табл.42. Первоначальная стоимость технологического оборудования.

Марка обору дования	Мощность, кВт	Количество	Общая мощность, кВт	Стоимость оборудования, тыс. руб.
				Оптовая цена		Затраты на монтаж и транспортировку, тыс. руб	Первона чальная стои мость, тыс. руб
				Тыс. Руб	Всего, тыс. руб
3XCV1500	220	4	880	13500	54000	10100	64100
Вентилятор	14	7	98	30	210	27	237
Трансформатор 2БКТП	1000	1	1000	2800	2800	375	3175

Стоимость технологической оснастки принимается в размере 10% от первоначальной (балансовой) стоимости рабочих машин. Стоимость производственного и хозяйственного инвентаря принимается в размере 1,5-2% от первоначальной (балансовой) стоимости технологического оборудования.

Общая стоимость основных средств и сумма амортизационных отчислений приведены в табл.43

Табл.43. Стоимость основных средств.

Основные средства	Сумма, тыс. руб.	Процент амортизационных отчислений	Сумма амортизационных отчислений, тыс. руб.
Здание	66816	2,5	1670,4
3XCV1500	54000	6,9	3726
Трансформатор 2БКТП	2800	8	224
Инструмент	15	810
Производственный инвентарь	1080	13	140,4
Хозяйственный инвентарь	1080	13	140,4
Вентиляторы	210	10,2	21,42
Всего	131318		6732,62

Расчёт себестоимости и полуфабриката или изделия.

Расчёт цеховых расходов приведён в таблице 44.

Табл.44. Цеховые расходы.

Наименование статьи расходов и сметы цех. затрат	Сумма, тыс. руб.	Примечание
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
1. Текущий ремонт производственного оборудования, трансп. ср-в и ценных инструментов.	6565,9	5% от начальной стоимости основных фондов.
2. Вспомогательные материалы.	4	1000 руб. на станок
3. Износ и ремонт малоценного инструмента.	19	1000 руб. на одного производственного рабочего в год.
4. Амортизация производственного оборудования	3726
5. Амортизация трансформаторов и вентиляторов.	245,42
Итого РСЭО	10560,32
Общецеховые расходы
6. Зарплата ИТР, СКП, МОП	5131,530
7. Зарплата вспомогательных рабочих	1228,869
8. Содержание и амортизация зданий, сооружений и инвентаря
8.1 Освещение и вентиляция	2182,454
8.2 Отопление	15832,483
8.3 Вода для бытовых целей	7,75
8.4 Материалы для содержания здания	1002,24	1,5% стоим. здания (отделения)
8.5 Текущий ремонт здания	1670,4	2,5% стоим. здания (отделения)
8.6 Амортизация здания	1670,4
8.7 Амортизация инвентаря	280,8
8.8 Амортизация инструмента	810
9. Расходы по охране труда	8	200 руб/чел
10. Расходы на рационализацию и изобретательство	16	400 руб/чел
11. Расходы на конц. принадлежности на ИТР и СКП	24	600 руб/чел
12. Прочие расходы	2,080	52 руб/чел
Итого общецеховых	29867,006
Итого	40427,326

Рассчитаем проценты:

Общецеховые расходы:

где ЦР - общепроизводственные расходы на выпуск, тыс. руб;

ЗП_Н - прямой фонд заработной платы основных рабочих, тыс. руб;

Расходы электроэнергии на технологические цели:

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:

Расчёт себестоимости и цены полуфабриката приведён в таблице 45.

Таблица 45 Калькуляция цеховой себестоимости.

Наименование статей расходов	Затраты на единицу продукции, руб. /т				Примечания
	1,060	1,120	1,180	1,250
1. Основные материалы и сырье	234788,977	234435,744	234264,829	233925,52
2. Транспортно-заготовительные расходы	226203,246	225838,557	225662,099	225311,784
Итого затрат на материалы	460992,223	460274,3003	459926,9276	459237,3045
3. РЭПВ	4652,4
4. Оплата основных рабочих	1747,233944	1682,363453	1663,370601	1643, 20555
5. РСЭО	3815,3
6. Цеховые расходы	10790,65
Цеховая себестоимость	481997,8097	481215,0165	480848,651	480138,863

Рис. 20.1 Структура статей затрат в себестоимости продукции: 1 - основные материалы и сырье-95,6%; 2 - энергия на технологические цели-0,96%; 3 - оплата основных рабочих - 0,36%; 4 - РСЭО-0,79%; 5 - общецеховые расходы - 2,2%

Расчет технико-экономических показателей отделения.

Анализ технического уровня выпускаемой продукции и организационно-технического уровня производства осуществляется по следующим удельным показателям:

Удельный вес прогрессивного оборудования:

,

где Q_a - количество автоматизированного оборудования, шт.; Q_об - общее количество типоразмеров технологического оборудования, шт.

Коэффициент загрузки оборудования:

,

где C_p - расчетное количество единиц оборудования, шт.; C - принятое количество единиц оборудования, шт.

Производительность труда (выработка):

,

где N - объем выпускаемой продукции, руб.; P - численность рабочих (основных либо производственных), чел.

Коэффициент энерговооруженности:

к_{э. в.} = М_э/Ч_р,

где к_{э. в. -} энерговооруженность, кВт/чел; М_э - потребляемая мощность установленных двигателей аппаратов, кВт; Ч_р - среднесписочная численность рабочих, чел.

Фондовооруженность:

где Ф_{т. об. -} стоимость технологического оборудования, руб; Ч_р - среднесписочная численность рабочих, чел.

Показатели организационно-технического уровня и экономической эффективности отделения скрутки токопроводящей жилы оформляются в виде таблицы 46.

Табл.46. Показатели организационно-технического уровня и экономической эффективности.

Наименование показателей	Единицы измерения	Цифровая характеристика
1. Годовой товарный выпуск	т	2767,85907
2. Себестоимость изделий:
2х120	руб. /т	488319,8969
4х150		487537,1038
3х185		487170,738
5х240		486460,95
3. Трудоёмкость изготовления:
2х120	ч/т	10,49
4х150		10,10
3х185		9,99
5х240		9,87
4. Сменность	-	4
5. Площадь отделения	м2	2880
6. Количество единиц оборудования	шт.	4
7. Количество трудящихся:
Всего	чел	40
Основных		19
Вспомогательных		11
АУП		8
8. Среднемесячная зарплата:
Основных рабочих: (скрутчик)	руб.	18163,83
Вспомогательных рабочих:
дежурный электрик		11382
дежурный слесарь		9756,02
дежурного смазчика		11382,02
Начальник		43125
Старший мастер		34500
Мастер		25875
Технолог		20700
Экономист		20700
Табельщик		17250
Кладовщик		14662
МОП		10350
9. Стоимость основных фондов	тыс. руб.	131386
10. Удельные показатели:
Коэффициент загрузки оборудования	-	0,87
Производительность труда (выработка):	руб. /чел	71011696,53
Энерговооруженность	кВт/чел	46,31578947
Удельный вес прогрессивного оборудования	-	1
Фондовооруженность	руб. /чел	6911473,68

Обоснование технических мероприятий по технике безопасности и охране труда рабочих и окружающей среды.

Современная кабельная промышленность во всём мире потребляет сотни тысяч тонн лаков для производства эмалированных проводов, летучая часть которых, более чем на 50 % состоит из высокотоксичных растворителей - крезолов, ксилолов и других ароматических углеводородов. Они являются вредными веществами для организма человека и в определённой концентрации паров растворителей с воздухом создают взрывоопасные смеси.

Классификация материалов Таблица 27

Наименование материала	Класс опасности	Вредное воздействие на организм человека	Пожароопасность материала
Медь	VI класс	В аэрозольном состоянии оказывает действие на слизистые оболочки, дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт	Негорюч
трикрезол	II класс	Общетоксилогическое воздействие, прижигающее на кожу	Горючая жидкость
сольвент	IV класс	Наркотическое, раздражает кровеносные органы	Легковоспламеняющаяся жидкость, с воздухом образует взрывоопасную смесь

Поэтому необходимо создать мероприятия по охране труда и окружающей среды.

В помещении, где производится эмалирование проводов, должны быть приточно-вытяжные, а также местные вентиляционные устройства. Забор свежего воздуха должен производится в отдалённом месте от помещения эмалирования проводов. Коэффициент обмена воздуха в помещениях, имеющих токсичные выделения, составляет 15, т.е. весь объем воздуха в помещении за один час должен обновляться 15 раз. Необходимо создать такой техпроцесс, чтобы пары растворителей, отходящие от лаковой ванны, попадали в эмаль-печь, и смесь газов из эмаль-печи не выходила в помещение через верхний ротик эмаль-печи. Это достигается тем, что устанавливают скорость теплового потока на входе в эмаль-печь и на выходе 0,6-1,2 м/с. Направление движения потоков - внутрь эмаль-печи. Также необходимо обеспечить централизованную подачу лака из общей емкости по трубопроводам в баки эмаль-агрегата, что значительно улучшает чистоту рабочего места эмалировщика, а также уменьшает показания выбросов вредных паров в атмосферу.

В случае пролива лака, необходимо немедленно убрать лак хлопчатобумажной ветошью. Остатки лака убирают скребком, выполненным из цветного металла, т.е. не дающего искру.

Все отходы лака и растворителей сливают в закрытые емкости, после чего отправляют на сжигание. Сжигание производится на оборудовании типа "УСО" или "ШУШ" при температуре более 1000 градусов, при такой температуре ароматические углеводороды сгорают до углекислоты.

Растворители и лаки при транспортировке и хранении находятся в закрытых ёмкостях

Эмаль-агрегат 3XCV1500 оснащён специальными устройствами для каталитического сжигания (окисления) паров растворителей. Катализатор обеспечивает сжигание паров на 99 %, что отвечает международным нормам. Наиболее активным металлом для окисления паров растворителей является платина и палладий. Эти металлы напыляются на подложку. Для устранения загрязнений с поверхности катализатора и поддержания его активности производят периодическую, через три месяца работы, промывку катализатора в безщёлочном растворе детского мыла или слабом растворе кислоты. Через 20000 часов работы катализатор следует заменить на новый.

В цехе необходимы средства пожаротушения, а также создание пожарных проездов и проходов. Необходимо обеспечить свободный подход к оборудованию в случае пожара или несчастного случая. Для уменьшения травматизма необходимо максимально автоматизировать и механизировать техпроцесс.

Эмалировщики должны содержать рабочее место в чистоте и не допускать разлива лака или эмульсии.

К работе с растворителями: ксиленолом, ксилолом, трикрезолом, сольвентом допускаются лица не моложе 18-ти лет, прошедшие медицинский осмотр, производственное обучение, инструктаж на рабочем месте и проверку знаний по охране труда и пожарной безопасности.

При работе на эмаль-агрегате необходимо пользоваться следующими средствами индивидуальной защиты:

костюм хлопчатобумажный;

ботинки кожаные;

очки защитные;

перчатки трикотажные;

перчатки резиновые.

Во время работы следует соблюдать правила ношения спецодежды: она должна быть застёгнута на все пуговицы, быть чистой и исправной. При работе с лаком и растворителями необходимо пользоваться защитными очками и резиновыми перчатками, а при заправке провода через печь отжига и эмаль-печь - хлопчатобумажными перчатками.

Обоснование технических мероприятий по противопожарной технике.

Пожарную опасность на кабельном производстве представляют как хранение и транспортировка, так и обработка различных горючих материалов.

Причины загорания могут быть электрического и неэлектрического происхождения. Основными причинами электрического происхождения являются: искрение в электрических аппаратах и машинах, плохие контакты в местах соединения проводов, неисправность электрических сетей и т.д. Причинами загорания неэлектрического происхождения могут быть неосторожное обращение с огнём при проведении сварочных работ, неисправность вентиляционных, нагревательных и отопительных приборов, нарушение технологического процесса. [3]

При нарушении установленных противопожарных мер не исключена возможность возникновения очагов возгорания. В этом отношении большая роль отводится первичным средствам огнетушения - огнетушителям, ящикам с сухим песком. К техническим мероприятиям, позволяющим быстро обнаружить и ликвидировать очаг пожара, относятся пожарная сигнализация, с помощью которой может быть быстро вызвана пожарная команда. [3]

Для зданий категории Б разрешается предусматривать один эвакуационный выход, если количество человек в здании не превышает 50 человек. Расстояние от наиболее удалённого рабочего до эвакуационного выхода в здании категории Б не должно превышать 160 м. Ширина эвакуационного выхода, принимается в соответствии от общего количества людей, эвакуирующихся через этот выход не менее 0,4 м. [3]

Обоснование технических мероприятий по гражданской обороне.

Для обеспечения безопасности рабочих и непрерывности работы на случай чрезвычайных ситуации в цехе имеется громкая связь для оповещения. Должен быть разработан план эвакуации, с которым знакомят каждого работника. План эвакуации располагают на стенах отделения. При аварии, в электроснабжении завода предусматривается аварийное освещение.

Список литературы

1.      ТУ 16. К71-250-95

2.      Технологическая Инструкция 3XCV1500

.        Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности НПБ 105-95

.        Катушки цилиндрические и конические из конструкционных пластмасс ТУ 16-507-000-82

.        Проволока медная круглая электротехническая ТУ 16-705-492-2005

.        ГОСТ 15150-69

.        Кабели, провода, шнуры и кабельная арматура (маркировка, упаковка, транспортирование и хранение) ГОСТ 18690-82

.        Провода обмоточные. Методы испытаний ГОСТ Р МЭК 60851-5-2008

.        Провода обмоточные. Методы испытаний ГОСТ Р МЭК 60851-3-2008

.        Провода обмоточные. Методы испытаний ГОСТ Р МЭК 60851-2-2002

.        Отчёт по производственной практике. Пермь. - Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2011

.        Ларина Э.Т. Силовые кабели и кабельные линии: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1984, 368.