.

Проектування і виготовлення автоматичного пристрою для перевірки електромеханічних лічильників імпульсів (курсова)

Язык: украинский
Формат: курсова
Тип документа: Word Doc
0 2299
Скачать документ

Курсова робота

проектування і виготовлення автоматичного пристрою для перевірки
електромеханічних лічильників імпульсів

Розрахунок схеми живлення.

Розрахунок споживаної пристроєм потужності.

Проводимо розрахунок потужності споживаної мікросхемами пристроєм.
Пристрій містить слідуючи мікросхеми з такими споживаними потужностями:

К155ИЕІ – 105 мВТ – 8 шт., К155ЛАЗ – 35 мВт – 10 шт., К155ИЕ2 – 58 мВт –
1 шт., К155ИДІ – 55 мВт – 1 шт., К155ИДЗ – 50 мВт – 1 шт.

Рмікр = 105 · 8 + 35 · 10 + 58 + 55 + 50 =

= 840 + 350 + 58 + 55 + 50 = 1353 м ВТ ( 1,5 Вт.

Потужність споживана світло індикаторами ИН-12Б в блоці індикації згідно
паспорту номінальний струм через лампу при напрузі “анод – катод” рівний
200 В (+100В), (-100В) становить 1,45 А. В пристрої налічується 6
індикаторів, тоді споживання ними потужності становитиме:

Рінд = U · I = 200 · 0,0015 · 6 = 1,8 Вт.

Потужність споживана контрольованими лічильниками

Рл = N · Рл1 = 10 · 3 = 30 Вт де,

Рл1 – потужність споживана одним контрольованим лічильником.

Для забезпечення діапазонів регулювання стабілізаторів напруг “+5В”,
“+24В”, “200В(+100В)(-100В)”, потрібно забезпечити на їх регулюючих
транзисторах необхідний діапазон напруг, що становить 6 ( 8В на
транзисторних стабілізаторах і 15 ( 20В на стабілізаторі, що живить блок
індикації. Ці напруги і приводять до додаткової споживчої потужності.
Тоді споживана потужність по шині “+5В”, що живить мікросхеми
становитиме Рмікр = 2,95 Вт, шині “+200В(+100В, -100В)” – живлення
блоку індикації Рінд = 2,5Вт, “+24Вт” – живлення контрольованих
лічильників Рл = 53 Вт.

Загальна споживана пристроєм потужність становитиме:

Рст = Рмікр + Рінд +Рл = 2,95 + 2,5 + 53 = 58,45 Вт.

Для подальших розрахунків приймаємо Рст = 60 Вт.

Розрахунок схеми стабілізації живлення блоку

динамічної індикації пристрою.

В блоку динамічної індикації пристрою застосовуються цифрові світло
індикатори типу ИН-12Б з номінальним струмом через лампу 1,5 А. для
забезпечення надійного запалювання і горіння світло індикатора потрібно
підтримувати стабільну різницю потенціалів в проміжку “анод – катод”
рівну

Як відомо на вольт-амперній характеристиці кремнієвого стабілітрону,
включеного в зворотному напрямку є дільниця на якій при зміні струму
через стабілітрон напруга на ньому залишається постійною (дільниця
зворотнього пробою). В зв’язку з цим при зміні вхідної напруги або опору
навантаження в деякому діапазоні вихідна напруга буде стабільною,
поскільки в схемі постійно перерозподіл вхідної напруги між
обмежувальним опором і внутрішнім опором стабілітрону. В чкості
стабілізуючих елементів вибираємо кремнієві стабілітрони типу Д817Г з
такими параметрами:

напруга стабілізації Uст = 100 Вт;

Максимальний струм стабілізації Істаб. max = 50 мА;

Мінімальний струм стабілізації Істаб. min = 5 мА;

Розсіювана стабілітроном потужність Р = 5 Вт;

Диференціальний опір при Іст = 5 мА Rg = 800 ом

Температурний коефіцієнт напруги мВ/с.

Вихідними даними для розрахунку будуть:

Вихідна напруга Uвих = 200 В, допустиме відхилення вихідної напруги, які
допускають світло індикатори в сторону збільшення авих і зменшення ввих
рівні ( 5%; номінальний струм навантаження Ін = N · Іл = 6 · 1,5 = 9
мА. Допустимі відхилення вхідної напруги, що допускається ГОСТом для
випробувальної апаратури від номінальної в сторону збільшення авих =
10%, в сторону зменшення ввих = 15%, допустимі відхилення струму
навантаження в сторону збільшення С = 5%, в сторону зменшення d = 5%.

Визначаємо необхідне значення коефіцієнту стабілізації

Розраховуємо максимальне значення коефіцієнту стабілізації:

Приймаємо номінальний струм через стабілітрон Іном = 0,015А.

Необхідне значення вхідної напруги, яка зможе забезпечити задані
параметри стабілізації буде:

Розраховуємо величину обмежувального резистора:

З стандартного ряду резисторів вибираємо резистор номіналом 3,3 к.
Максимальний струм, який буде протікати через стабілізатор з
врахуванням відхилень вхідної напруги і відхилень струму навантаження
буде:

Для подальших розрахунків випрямляча і силового трансформатора струм
споживання по шині +200 В приймаємо І = 50 мА.

Знайдене максимальне значення струму не перевищує максимально допустиме
значення струму через стабілітрон.

Іст.max ? Іст.max.допуст. , так як Іст.max = 36 мА ? Іст.max.допуст = 50
мА.

Розраховуємо росіювану обмежувальним резистором потужність.

В якості обмежувального резистора використовуємо резистор типу ПЄВ.
Згідно ГОСТу 65-13-75 вибираємо стандартний резистор ПЄВ – 1,5-3,3к(10%
з потужністю розсіювання 7,5 Вт.

По визначених розрахунками даними проводимо розрахунок випрямляча для
живлення схеми стабілізації блоку динамічної індикації пристрою.
Вихідними даними для подальших розрахунків будуть: вхідна напруга на
вході стабілізатора – вихідна напруга випрямляча – U, для подальших
розрахунків приймаємо U0 = 330 В, струм навантаження І0 = 50 мА.

Для випрямляча вибираємо однофазну мостову схему. При таких схемах
випрямляння коефіцієнт використання силового трансформатора досягає 0,9.
Зворотна напруга, що діє на кожний діод моста і напруга вторинної
обмотки силового трансформатора приблизно в два рази менша, ніж в
двохнапівперіодних випрямлячах з середньою точкою. Амплітуда і частота
першої гармоніки пульсації також як і в схемах з середньою точкою.

Розраховуємо значення активного опору обмоток трансформатора приведених
до вторинної обмотки.

де Вm – магнітна індукція в магнітопроводі для трансформаторів до 1000
Вт, приймається 1,2-1,6 Тл, приймаємо Вm = 1,3 Тл;

S – число струменів трансформатора на яких розміщені обмотки S = 1 для
магнітопроводів типу ШЛ.

kчс – коефіцієнт, який залежить від схеми випрамляння, визначається по
табл. 3.2 [ЛІ]; kчс = 3,5(103;

Розраховуємо параметр А, який залежить від кута відсічки діода в мості
випрямлення.

де

Р – число імпульсів випрямленої напруги;

Р = 2, для однофазної мостової схеми випрямлення.

По визначеному значенню коефіцієнта А визначаємо додаткові параметри B,
D, F, H по графіках на рис. 3-7, 3-9 [Л1]. Вони становлять:

B =0,9; D = 2,5; F = 8; H = 100;

Розраховуємо необхідні параметри для вибору діодного моста і подальшого
конструктивного розрахунку силового трансформатора.

Необхідне значення діючої напруги вторинної обмотки трансформатора:

Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора:

Зворотна напруга на діоді моста:

Середнє значення випрямленого струму через діод:

Діюче значення струму через діод:

Амплітудне значення струму через діод:

Розраховуємо ємність конденсатора фільтру

де

ч – опір обмотки трансформатора

kчн – коефіцієнт пульсації в %, приймаємо kчн = 10%, тоді

Згідно стандартного ряду вибираємо ємність номіналом 5,0 мкф типу
К50-125 робочою напругою 500 В, ОЖО 462.023 ТУ.

Згідно розрахованих параметрів вибираємо діод ний міст типу КЦ405И з
параметрами: Uзвор.max = 500 В; Іпр.max = 0,6 А, так як такий що
відповідає розрахованим параметрам.

Проводимо конструктивний розрахунок силового трансформатора. Для
розрахунку основного трансформатора знаходимо Qc ·Q0 добуток площі
поперечного перерізу на поперечне січення магніто проводу по графіках
1.5 [Л2] визначаємо: коефіцієнт корисної дії трансформатора ? = 0,88
густину струму в обмотках j = 3 А/мм2 по таблицях 1.11, 1.12 знаходимо
k коефіцієнт заповнення міддію = 0,3; kс – коефіцієнт заповнення сталлю
= 0,96 тоді:

Згідно розрахованого Qc ·Q0 по табл. 1.6 [Л2] вибираємо магнітопровід
типу ШЛ20х32 з електротехнічної сталі Є42, товщиною листа 0,35 мм з
розмірами:

а = 20; h = 50; C = 80; H = 70; в = 32;

Активна площа перерізу магнітопроводу QС,А = 5,6 см2.

Активний об’єм магнітопроводу Vст. = 95,8 см3

Розраховуємо втрати в стані магнітопроводу

Рсталі = ________________, де _____ – питомі витрати (Вт/кг), які
залежать від марки сталі, товщини листа, магнітної індукції, частоти
мережі.

G – межа магнітопроводу, кг (визначається з таблиць заданого
магнітопроводу) табл. 1.6 [Л2], табл. 1.7 [Л2], ________ = 3,5 Вт/кг; G
= 0,735 кг. Рсталі = ____ · G = 3,5 · 0,735 = 2,57 Вт/кг.

Розраховуємо активну складову струму холостого ходу, виражається у
відсотках від номінального струму споживання.

реактивна складова струму холостого ходу в процентному відношенні буде:

qст. – питома намагнічу вальна потужність вар/кг, залежить від частоти,
маки сталі і магнітної індукції, визначаємо по графіках рис. 1.7 [Л2]

qст. = 50 вар/кг

струм холостого ходу в процентах від номінального

Визначаємо значення струму холостого ходу первинної обмотки

де

при частоті 50 Гц, для частоти 50 cos ?1 = 0,9 ( 0,95, приймаємо для
розрахунків = 0,95. Абсолютне значення струму холостого ходу.

Розраховуємо струм в обмотках трансформатора по шині, яка живить
мікросхеми:

де

Рмікр – потужність споживання мікросхеми стенду

Uж.– вихідна напруга стабілізатора живлення;

U – напруга на регулюючому транзисторі;

по шині, яка живить випробувальні лічильники:

по шині, яка живить блок індикації:

де І – струм в обмотці в А, j – густина струму в а/мм2

Для розрахунку обмоточних даних трансформатора розраховуємо амплітуду
магнітного потоку в магніто проводі трансформатора:

При роботі трансформатора під навантаженням на опорах його обмоток
відбувається спад напруги, тому для розрахунку ЕРС його обмоток
необхідно користуватися формулою:

де Uі – напруга на відповідній обмотці;

(Ui – процентний спад напруги на ній. Орієнтовно значення процентного
спаду напруги на первинній і вторинних обмотках в трансформаторах
потужністю до 200 Вт визначаємо по графіках рис. 1.8 [Л2] і воно
становить 4%.

Розраховуємо значення ЕРС для кожної обмотки трансформатора.

Первинної обмотки:

Обмотки, яка живить кола блоку індикації:

Обмотки живлення кіл випробуваних лічильників:

Обмотки живлення кіл мікросхеми:

Відповідно число витків кожної обмотки будуть:

Проводимо контрольний розрахунок можливості розміщення обмоток у вікні
осердя. Площа вікна осердя рівна:

По таблиці 20 [Л2] визначаємо кількість витків, що припадає на 1 см2
попереднього перерізу суцільної намотки:

Сумарна площа, яку займають обмотки

Приймаючи коефіцієнт заповнення вікна рівним 0,7 з врахуванням
ізоляційних прокладок одержимо площу реальних обмоток:

Таким чином розраховані обмотки зможуть розміститися у вибраному осерді
так, як

Зводимо в таблицю розраховані дані трансформатора.

Таблиця 1.

Обмотки Напруга,

В Число

витків Діаметр проводу (мм) Магнітопровід

I 220 1363 ПЭВ-2-0,38 ШЛ20х32

II 330 2044 ПЭВ-2-0,11

III 12 74,3 ПЭВ-2-0,23

IV 29,7 192 ПЭВ-2-0,86

Енергетична частина.

1. Розраховуємо споживану потужність по базовому варіанті перевірки. Для
перевірки використовуються такі стандартні прилади з споживаними
потужностями.

Генератор прямокутних імпульсів. Г5-6А–35Вт

Прилад лічильний ПС02-08–20Вт

Блок живлення БСП-50–15Вт (з врахуванням потужності контрольованого
електромеханічного лічильника).

Осцилограф С1-68–30Вт.

Сумарна споживана, по базовому варіанту, вимірювальними приладами
потужність складатиме:

Визначаємо час необхідний для перевірки річної програми. Річна програма
електромеханічних лічильників складає 250 шт. Згідно вимог
ТУ25-01.888-78, технологічний прогрів перед вимірюванням з врахуванням
часу комутації приладів і контрольованого лічильника складає t = 20 хв.

Необхідний час для контролю річної програми буде:

Потужність затрачена на перевірку річної програми електромеханічних
лічильників складатиме:

Так, як спроектований пристрій дозволяє проводити одночасну перевірку в
електромеханічних лічильників, тоді час необхідний для забезпечення
річної програми буде:

а річна споживча потужність складатиме:

Економічна частина

Економічну ефективність від використання спроектованого пристрою можна
розрахувати визначивши вартість вимірювальних приладів, які
використовуються при перевірці згідно ТУ25-01.888-78 (базовий варіант) і
собівартість спроектованого і виготовленого пристрою, а також витрати
електроенергії при базовому варіантів і при використанні спроектованого
пристрою, зменшення технологічного часу на їх перевірку і вплив фонду
заробітної плати зайнятих робітників, а також амортизаційних
відрахувань.

Розраховуємо вартість вимірювальних приладів, які використовуються на
базовому варіанті перевірки.

п/п Назва приладу К-сть,

шт. Ціна за одн.

грн. Сума

грн.

1 Генератор прямокутних імпульсів Г5-6А 1 823,7 823,7

2 Прилад лічильний ПС-02

ТУ2.801.013 1 533,9 533,9

3 Блок живлення БСП-50

АЄЗ.215.005ТУ 1 327,3 327,3

4 Осцилограф С1-68

Н22.044.053ТУ 1 141,5 141,5

Всього: 1826,4

Спроектований пристрій виготовляється безпосередньо на підприємстві в
цеху нестандартного обладнання і його собівартість визначається за
формулою:

– витрати на матеріали;

– витрати на покупку комплектуючих;

– витрати на основну і допоміжну заробітну плату;

– відчислення на соціальне страхування;

– цехові витрати;

– загальнозаводські витрати;

– витрати на утримання та експлуатацію обладнання;

– інші виробничі витрати.

Затрати на матеріали визначаються виходячи з норм витрат, прейскурантних
цін, величини зворотних відходів, а також затрат на придбання та
постачання матеріалів. Вони розраховуються по формулі:

де

– ціна 1 кг матеріалу, грн.;

– 1,03 ( 1,06 коефіцієнт транспортно-заготівельних витрат;

– величина зворотних відходів;

– ціна 1 кг відходів, грн.

Розрахунок вартості покупних комплектуючих використаних

на виготовлення пристрою.

п/п Назва комплектуючих К-сть на виріб

шт. Оптова ціна за одн.

грн. Сума

грн.

1 2 3 4 5

1 Резистори типу:

МЛТ-0,5 22 0,022 0,49

2 МЛТ-0,25 12 0,015 0,18

3 ПТМН-0,5 2 0,13 0,26

4 ПЄВ 1 0,85 0,85

5 СП5-3 3 0,98 2,94

6 СП1-3 1 0,78 0,78

7 Тумблер ТП1-2 2 0,43 0,86

8 Перемикач ПМ11П1Н 6 1,08 6,48

9 Кнопка КМ1-1 2 0,99 4,95

10 Лампа ИН-12Б 6 1,67 10,02

11 Запобіжник ВП1-1-2А 1 0,36 0,36

12 Транзистори:

КТ315И

КТ315Б

КТ817В

МП26Б

КТ815В

КТ316

1

2

2

6

11

1

0,35

0,29

0,57

0,44

0,49

0,33

0,38

0,58

1,14

2,64

5,39

0,33

13 Випрямляч кремнієвий

КЦ405И 1 1,42 1,42

14 Конденсатори:

МБГО-1,0-400

К50-16

К50-6

МБМ

КМ

КЛС

БМ2

1

3

1

3

1

1

2

1,07

1,38

1,35

0,23

0,15

0,18

0,19

1,07

4,14

1,35

0,69

0,15

0,18

0,38

15 Діоди:

КД105

КД202А

Д817Г

Д9В

АЛ102Б

КС139

КД102Б

4

4

2

8

1

1

6

0,44

0,79

1,93

0,1

0,23

0,86

0,17

1,76

3,16

3,86

0,8

0,23

0,86

1,02

16 Мікросхеми:

К155ЛА3

К155ИЕ1

К1ТК532

К142ЕН1Г

К142ЕН2Г

К155ИЕ2

К155ИД3

К155ИД1

10

8

4

1

1

1

1

1

0,53

0,89

0,39

2,01

2,34

0,76

1,42

1,77

5,3

7,12

1,56

2,01

2,34

0,76

1,42

1,77

17 Трансформатор (індивідуального виготовлення) 1

13,09

18 Контактне приспосіблення (індивідуального виготовлення) 1

58,43

Результати розрахунків затрат по матеріалах зводимо в таблицю.

Таблиця

Назва матеріалу В-ти

матеріалу

кг(м) Опт. ціна матеріалу грн. В-сть матеріалу грн.
Транспортно-заготівельні в-ти, 4% грн. Сумарні в-ти на матеріали,

грн.

Сталь листова 6,3 2,15 13,55 0,54 14,08

Дріт монтажний 18,7 1,23 23,0 0,92 19,62

Припой ПОС-40 0,18 45,0 8,1 0,324 8,42

Фарба 0,25 10,50 2,63 0,11 2,74

Всього: 47,28 1,90 44,86

В загальну трудомісткість виготовлення пристрою входять:

трудомісткість механічних Тмех робіт в людиногодинах;

слюсарно-складальних Тскл. ;

електромонтажних Тел.;

Розрахунок трудомісткості приводимо в таблиці.

Таблиця.

Вид робіт Трудомісткість

год. Розряд Погодинна

тарифна

ставка Тарифна

зарплата

грн. Премія

25-40%

грн. Основна зарплата

грн. Додаткова

зарплата

грн. Затрати по зарплаті

грн.

Механічні

(верстатні) 25 ІІІ 1,90 47,5 11,87 59,37 9,5 68,87

Слюсарно-складальні 15 ІІІ 1,87 28,05 7,0 35,0 5,61 40,61

Електромонтажні і налагоджувальні роботи 63 IV 2,12 133,56 33,39 166,95
26,71 193,60

Всього: 261,32 41,82 303,14

Відрахування на соціальне страхування становить 37,5% від фонду оплати
праці.

Затрати на експлуатацію і утримання, цехові затрати, загальнозаводські
затрати:

Тоді загальновиробничі витрати складатимуть.

Собівартість пристрою буде:

п/п Статті витрат Сума, грн.

1 Затрати на матеріали 44,86

2 Затрати на покупні комплектуючі вироби 150,53

3 Основна зарплата 216,32

4 Додаткова зарплата 41,82

5 Відрахування на соціальне страхування 113,67

6 Загальновиробничі витрати 666,35

Всього: 1278,55

Амортизаційні відчислення і витрати на поточний ремонт для базового і
спроектованого пристрою з терміном окупності 7,5 років (13%)

Розраховуємо річні затрати на електроенергію для базового і
спроектованого варіантів:

Визначаємо затрати на оплату роботи контролера для базового і
спроектованого. Контроль електромеханічних лічильників імпульсів
проводить один контролер ІІІ розряду з погодинною оплатою.

, де

– час необхідний для контролю річної програми електромеханічних
лічильників імпульсів;

– погодинна тарифна оплат = 1,88 грн.

Зводимо в таблицю розрахункові дані економічній ефективності.

Таблиця.

Витрати Затрати на базову вартість Затрати по спроектованому варіанті
Економія

Амортизація 237,43 166,2 71,23

Ел. енергія 2,94 0,35 2,59

Зарплата 157,92 26,32 131,6

Всього: 398,29 192,87 205,42

Річна економія складає 205,42 грн.

Розраховуємо термін окупності і коефіцієнт економічної ефективності.

Термін окупності показує за який період часу затрати використані на
проведення удосконалення процесу перевірки електромеханічних лічильників
імпульсів будуть відшкодовані сумою економічної ефективності. Термін
окупності визначається відношенням суми затрат до умовної економічної
ефективності.

Коефіцієнт економічної ефективності – величина обернена терміну
окупності.

Порівнюючи одержані коефіцієнти економічної ефективності 1,06 з
коефіцієнтом, який встановлений для підприємств приладобудування рівний
0,13, можна зробити висновок про доцільність використання
запропонованого і спроектованого варіанту автоматичного пристрою для
перевірки електромеханічних лічильників імпульсів.

Висновки про доцільність проекту.

В результаті проектування і виготовлення автоматичного пристрою для
перевірки електромеханічних лічильників імпульсів було вирішено питання
удосконалення процесу перевірки електромеханічних лічильників імпульсів
за рахунок зменшення кількості вимірювальних приладів у процесі
перевірки, скорочення технологічного часу на прогрів, збільшення їх
кількості в одночасній перевірці, а також скоротити фонд оплати праці
контролера і затрати по оплаті використаної електроенергії.

Фактичний термін окупності: 0,94 в порівнянні з нормативним 7,5 років є
нижчим, а коефіцієнт економічної ефективності рівний 1,06 в порівнянні ї
нормативним 0,13 є більшим.

На основі вище приведених фактів і розрахунків можна зробити висновок
про економічну доцільність використання даного проекту.

від основної зарплати

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение
    Заказать реферат
    UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019