79817

Устройство для наладки, разработки и управления различными устройствами: усилителя мощности звуковой частоты, бегущей строкой, внешней панелью

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Современный научно-технический прогресс невозможен без радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), которая широко используется как при планировании и управлении производством, так и в автоматизации производственных процессов и в научных исследованиях. Технологии изготовления РЭА постоянно совершенствуются. В развитии радиоэлектронной аппаратуры можно выделить несколько этапов, характеризующих технологии и принципы изготовления РЭА.

Русский

2015-02-15

877 KB

1 чел.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….4                                                               

1 Общий раздел………………………………………………………………………………….5

1.1 Анализ существующих устройств и (или) методов…………………………………....5

1.2 Разработка и описание работы схемы электрической структурной устройства…6

1.3 Описание работы схемы электрической принципиальной устройства…………....7                                 

2 Расчетно-конструкторский раздел…………………………………………………………9

2.1 Расчет элементов схемы устройства……………………………………………………9

2.2 Разработка конструкции печатного узла устройства………………………………. 10

2.2.1 Выбор типа печатной платы…………………………………………………………. 10

2.2.2 Выбор материала печатной платы…………………………………………………..10

2.2.3 Выбор метода изготовления печатной платы……………………………………...12

2.2.4 Выбор шага координатной сетки……………………………………………………..13

2.2.5 Выбор способа установки элементов………………………………………………..14

2.2.6 Расчет размеров печатной платы……………………………………………………15

2.2.7 Разработка топологии печатной платы……………………………………………..17

2.2.8 Выбор покрытия печатной платы…………………………………………………….17

2.3 Разработка конструкции устройства…………………………………………………...19

2.4 Расчет надежности устройства…………………………………………………………21                         

3 Экономический раздел……………………………………………………………………..25

3.1 Экономическое обоснование конструктивных решений……………………………25

3.2 Расчет оптовой цены устройства………………………………………………………30

3.2.1 Расчет прямых затрат………………………………………………………………….30

3.2.2 Расчет заработной платы основных рабочих……………………………………..32

3.3 Анализ конкурентоспособности устройства……………………..............................37

4 Охрана труда и техника безопасности…………………………………………………..42

4.1 Охрана труда. Законодательство и нормативно правовые акты…………………42

4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов…………………………44

4.3 Требования безопасности при производстве устройства………………………….48

4.4 Электробезопасность…………………………………………………………………….51

4.5 Микроклимат производственных помещений………………………………………...54

4.6 Пожарная безопасность………………………………………………………………….59

Заключение……………………………………………………………………………………..61                                                                                                                     

     Список литературы…………………………………………………………………….……...62

Введение

Современный научно-технический прогресс невозможен без радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), которая широко используется как при планировании и управлении производством, так и в автоматизации производственных процессов и в научных исследованиях. Технологии изготовления РЭА постоянно совершенствуются. В развитии радиоэлектронной аппаратуры можно выделить несколько этапов, характеризующих технологии и принципы изготовления РЭА.

Этапы развития РЭА (радио электронной аппаратуры):

1) навесной монтаж (основные элементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, электровакуумные (полупроводниковые приборы);

2) печатный монтаж (особенности: уменьшение габаритов РЭА и

повышение ее надежности);

3) интегральные микросхемы (особенности: непрерывное

возрастание сложности, числа элементов, степени интеграции).

Каждый новый этап развития технологии изготовления РЭА не отрицал и не исключал ранее разработанную технологию и ранее применявшиеся элементы РЭА, а дополнял и обогащал ее, обеспечивал качественно новый уровень разработки, изготовления и эксплуатации аппаратуры. Поэтому при решении каждой конкретной задачи при выборе элементной базы и соответствующей ей технологии изготовления радиоэлектронного устройства необходимо учитывать достоинства и недостатки каждого поколения РЭА.

На первом этапе основными элементами РЭА были резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, электровакуумные и позже полупроводниковые приборы. Все эти элементы изготовляли в виде конструктивно законченных деталей, укрепляемых на шасси с помощью опорных поверхностей, а их выводы соединяли соответствующим образом проводниками с помощью пайки. В дальнейшем этот вид монтажа получил название навесного монтажа.

На втором этапе удалось уменьшить габариты РЭА и повысить ее надежность. В ходе развития печатного монтажа: в печатных платах сначала заменили резисторы токоведущими дорожками из материала с большим удельным электрическим сопротивлением, затем конденсаторы - разрывами в токоведущих дорожках, заполненными соответствующим диэлектриком. Такие платы получили название интегральных микросхем.

1 Общий раздел

1.1 Анализ существующих устройств и (или) методов

При разработке различных микроконтроллерных устройств радиолюбителю приходится каждый раз разрабатывать новую схему, выбирать микроконтроллер удовлетворяющий поставленным требованиям и индикатор для вывода информации, а при отладки схемы необходимы: осциллограф, мультиметр, генератор сигналов и др.  Разработав универсальный модуль на микроконтроллере PIC16F877A с широкими возможностями.

Приступая к разработке нового модуля и добавляем к нему нужные периферийные устройства, в том числе графический ЖКИ, средства для подключения которого в универсальном модуле предусмотрены. Все остальное время уходит только на разработку и отладку программы.

1.2 Разработка и описание работы схемы электрической структурной устройства

Электрическая структурная схема включает в себя следующие блоки:

- стабилизатор напряжения;

- микроконтроллер;

- ключевой транзистор;

- регистр;

- ЖКИ;

- Схема коммуникации с внешними устройствами.

Электрическая структурная схема представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Электрическая структурная схема

Стабилизатор напряжения – понижает напряжения до +4,6 В, необходимое для питания микроконтроллера, регистра и ЖКИ.

Микроконтроллер – предназначен для обработки сигналов, подаваемых на вход и выдачи информации на ЖКИ.

Ключевой транзистор – служит для включения и выключения подсветки ЖКИ.

Регистр – предназначен для хранения и передачи кодированного сигнала на шину данных индикатора.

ЖКИ – предназначен для визуального воспроизведения информации.

1.3 Описание работы схемы электрической принципиальной устройства

Электрическая принципиальная схема универсального модуля показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Электрическая принципиальная схема универсального модуля

В универсальном модуле применен микроконтроллер PIC16F877A-20PU, работающий с тактовой частотой 20 МГц. Почти все его выводы соединены с контактами разъемов Х1—Х4, что позволяет подключать к ним различные внешние устройства, подающие сигналы на входы микроконтроллера или управляемые сигналами с его выходов.

Разъем Х4 может быть использован для подключения к нему, как показано на схеме, графического ЖКИ HG1 с разрешением 128*64 пкс и встроенным контроллером. Для экономии выводов микроконтроллер выдает информацию для отображения на ЖКИ последовательным кодом, который с помощью сдвигового регистра DD2 преобразуется в параллельный, подаваемый на шину данных индикатора. Регулировка контрастности изображения на ЖКИ производится резистором R15. Транзистор VT3 по сигналам микроконтроллера включает и выключает подсветку.

Если в ЖКИ нет необходимости, на те контакты разъема Х4, что соединены непосредственно с выводами микроконтроллера, можно подавать или снимать с них сигналы стандартных логических уровней. Это же относится к соединенным таким же образом контактам других разъемов модуля Показанное на схеме функциональное назначение некоторых из них действительно только при работе микроконтроллера по программе управления УМЗЧ, о которой будет рассказано ниже.

При обычной работе модуля между контактами 1, 2 и 8, 9 разъема Х2 должны быть установлены показанные на схеме перемычки S1 и S2. Для внутрисхемного программирования микроконтроллера DD1 к этому разъему можно подключить программатор, его контакты в этом случае имеют следующее назначение:

1 — плюс напряжения питания программатора от модуля, перемычка S1 в этом случае должна оставаться установленной;

2 — плюс напряжения питания микроконтроллера DD1 от программатора перемычка S1 в этом случае должна быть снята, а напряжение +5 В на модуль можно не подавать;

4 — общий провод;

6 — цепь CLK;

7 — цепь DAT;

9 — цепь VPP, перемычка S2 должна быть снята.

Для питания модуля на контакт 11 разъема Х1 подают от внешнего источника напряжение не менее +5 В. Максимальное значение этого напряжения ограничено возможностями транзистора VT2, который вместе с транзистором VT1 и микросхемой DA1 образуют стабилизатор, понижающий напряжение до 4,6 В, что несколько ниже номинала, но вполне достаточно для питания микросхем DD1, DD2 и ЖКИ HG1. Стабилизированное напряжение выведено также на контакт 9 этого разъема, а его контакты 8, 12, 13 — на общий провод. Через цепь R1R2 часть поданного на модуль напряжения питания поступает на аналоговый вход микроконтроллера, что позволяет при необходимости измерить его с помощью встроенного АЦП.

 

2 Расчетно-конструкторский раздел

2.1 Расчет элементов схемы устройства

а) выбор транзистора:

Необходимо выбрать транзистор (рис. 1.3) работающий в ключевом режиме. Транзистор должен быть высокочастотный с fгр> 5 МГц и ток коллектора должен быть больше тока потребления подсветки ЖКИ. По справочнику выбираем транзистор КТ973А – это составной транзистор, который имеет следующие параметры: fгр=200МГц, Iкmax=4А.

Рисунок 1.3

б) расчет токоограничивающего резистора R2 ведется по формуле:

                                                                                          (2.1)

где  – напряжение питания, 4,6В;

– падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 0,8В;

  - напряжение питания подсветки ЖКИ, 2,5В;

- ток потребления подсветки ЖКИ, 0,2А.

Ом

в) Расчет токоограничивающего резистора R1 ведется по формуле:

                                                                                             (2.2)

Где   - напряжение микроконтроллера, 4,6В;

- напряжение насыщения транзистора, 0,4В;

- выходной ток микроконтроллера, 0,01А.

Ом

2.2 Разработка конструкции печатного узла устройства

2.2.1 Выбор типа печатной платы

Печатная плата    это изоляционное основание с нанесенными на него пе-чатными проводниками. Система печатных проводников, обеспечивающая возмож-ность электрического соединения элементов схемы, которые впоследствии будут ус-тановлены на печатную плату, образует печатный монтаж.

Основными видами печатных плат являются однослойные и многослойные печатные платы.

Однослойная печатная плата имеет один изоляционный слой, на котором на-ходятся печатные проводники. Если печатные проводники расположены на одной стороне изоляционного основания, то плату называют односторонней, если на двух сторонах, то двухсторонней.

Многослойная печатная плата состоит из нескольких слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух (и более) слоях, которые соединены между собой.

Двухсторонний монтаж позволяет уменьшить габаритные размеры платы в связи с более плотным монтажом, по сравнению с односторонним. При двухстороннем монтаже хорошо решается задача расположения проводников. Так как, техноло-гический процесс изготовления многослойной печатной платы является трудоемким, то использовать ее не целесообразно.

Для разрабатываемого универсального модуля  выбирается односторонняя печатная плата.

2.2.2 Выбор материала печатной платы

Для изготовления печатной платы необходимо выбирать следующие материалы:

  1.   Материал для диэлектрического основания печатной платы.
  2.   Материал для печатных токопроводящих проводников.
  3.   Материал для защитного покрытия от воздействия влаги.

При выборе материала печатной платы, одновременно с учетом конструктивных особенностей, необходимо учитывать и производственноэкономические факторы, стоимость и дефицитность материала, степень сложности технологического процесса, связанного с применением выбранного материала.

Так как, изоляционные материалы для печатных плат одновременно выполняют функции конструктивной опоры для элементов схемы и электрической изоляции, то и выбор материалов производится на основе тщательного рассмотрения их механических и физических свойств с учетом воздействия окружающей среды.

Для изготовления печатных плат химическим и комбинированным методами необходимо иметь листовой материал в виде изоляционного основания с приклеенной к нему металлической фольгой.

Существует большое разнообразие фольгированных медью слоистых пластиков, которые можно разделить на две группы: на бумажной основе и на основе стеклоткани. Эти материалы в виде жестких листов формируются из нескольких слоев бумаги или стеклоткани, скрепленных между собой связующим веществом путем горячего прессования. В качестве связующего вещества обычно выступает фенольная смола для бумаги или эпоксидная для стеклоткани. В отдельных случаях могут также применяться полиэфирные, силиконовые смолы или фторопласт.

В зависимости от основы и пропиточного вещества различают несколько типов материалов для диэлектрической основы печатной платы.

Фенольный гетинакс – это бумажная основа, пропитанная фенольной смолой. Эпоксидный гетинакс – это бумажная основа, пропитанная эпоксидной смолой. Эпоксидный стеклотекстолит – на основе стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой.

В зависимости от назначения печатной платы в качестве изоляционного основания используют в основном гетинакс и стеклотекстолит различной толщины. Фольгу делают из меди, так как она обладает хорошими проводящими свойствами. Фольгированный материал может быть односторонним и двухсторонним. В основном применяют фольгированный гетинакс (ФГ) или фольгированный стеклотекстолит (СФ).

Фольгированный гетинакс имеет худшие физикомеханические свойства, худ-шую адгезию с изоляционным основанием и, поэтому, используется в основном для бытовой аппаратуры.

Фольгированный стеклотекстолит используют для аппаратуры, к которой пре-дъявляют более жесткие требования и работающей в условиях повышенной влаж-ности и температуры.

В качестве фольги, используемой для фольгирования диэлектрического основания можно использовать медную, алюминиевую или никелевую фольгу. Однако, алюминиевая фольга уступает медной из-за плохой паяемости, а никелевая – из-за высокой стоимости. Поэтому в качестве токопроводящего материала выбираем медь.

Медная фольга выпускается различной толщины. Стандартные толщины фольги наиболее широкого применения – 17,5; 35; 50; 70; 105 мкм. Во время травления меди по толщине травитель воздействует также на медную фольгу со стороны боковых кромок под фоторезистивным слоем, вызывая, так называемое, подтравливание. Чтобы уменьшить этот недостаток обычно применяют более тонкую медную фольгу толщиной 35 или 17,5 мкм.

Учитывая условия работы разрабатываемого универсального модуля, а также исходя из всего выше перечисленного выбирается стеклотекстолит марки СФ-2Н-35Т-1,5.

2.2.3 Выбор метода изготовления печатной платы

При изготовлении печатных плат широкое распространение получили следующие методы создания токопроводящего слоя:

  1.  Химический метод.
  2.  Электрохимический метод.
  3.  Комбинированный метод.

Химический метод состоит в том, что производится вытравливание неза-щищенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик. Химический метод обеспечивает большую производительность, но позволяет получать рисунок, расположенный  только на одной стороне печатной платы.

Электрохимический метод состоит в том, что методом химического осаждения создается слой металла толщиной 1-2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины. При электрохимическом методе, одновременно с проводниками, металлизируются стенки отверстий, которые можно использовать как перемычки для соединения проводников, расположенных на разных сторонах платы.

Сущность комбинированного позитивного метода создания токопроводящего слоя печатной платы состоит в сочетании химического и электрохимического методов. При использовании комбинированного метода проводники получаются травлением фольги, а металлизация отверстий осуществляется электрохимическим методом.

Комбинированный метод используют для получения одно- и двусторонних печатных плат в аппаратуре, к которой предъявляют более жесткие требования по надежности.

На основании анализа выбирается комбинированный метод изготовления печатной платы универсального модуля.

2.2.4 Выбор шага координатной сетки

Размеры печатных проводников и расположение монтажных отверстий на чертежах печатных плат указываются с помощью координатной сетки в прямоугольной системе координат.

Правила выполнения чертежей печатных плат предусматривают также нане-сение координатной сетки в полярной системе координат и указание размеров при помощи размерных и выносных линий. Допускается комбинированный способ указа-ния размеров. Основной шаг координатной сетки в двух, взаимно перпендикулярных, направлениях принимается равным 2,5 мм. При использовании шага координатной сетки менее основного следует применять шаг, равный 1,25; 0,625 мм.

Координатную сетку наносят сплошными тонкими линиями. Центры монтажных и переходных отверстий должны быть расположены в узлах (точках пересечения линий) координатной сетки. Если устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два вывода или более, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстия под все такие выводы должны быть расположены в узлах сетки. Если устанавливаемый элемент не имеет выводов, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то один вывод следует располагать в узле координатной сетки, а центр отверстия под другой вывод – на вертикальной или горизонтальной линиях координатной сетки.

Шаг 1,25 применяют в том случае, если на плату устанавливают многовыводные элементы с шагом расположения выводов 1,25 мм и при более плотном монтаже.

На основании вышеизложенного, для печатной платы разрабатываемого универсального модуля, выбирается шаг координатной сетки равный 2,5 мм.

2.2.5 Выбор способа установки элементов

Размещение элементов на печатной плате проводят с учетом следующих требований:

  1.  Полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты, а также к источникам сильных магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.).
  2.  Должна быть предусмотрена возможность конвекции воздуха в зоне расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты.
  3.  Должна быть предусмотрена возможность легкого доступа к элементам, которые подбирают при регулировании схемы.

Возможность применения автоматизации и механизации сборки при исполь-зовании печатных схем во многом зависит от конструкции выводов навесных деталей и способа их установки. Существует три способа механического крепления навесных деталей:

  1.  Крепление радиоэлемента дополнительными упругими приспособлениями, путем приклеивания или применения упругих механических держателей.
  2.  Крепления за выводы свободно подвижного или лежащего на печатной плате корпуса прибора: при этом выводы пропускаются в отверстия и подгибаются под платой;
  3.  Крепление корпуса частичной или полной заливкой жесткими компаундами

Печатную плату с установленными на ней электрорадиоэлементами называют печатным узлом.

Если электрорадиоэлементы имеют штыревые выводы, то их устанавливают в отверстие печатной платы и запаивают. Если корпус электрорадиоэлемента имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим площадкам внахлест.

Электрорадиоэлементы со штыревыми выводами нужно устанавливать на плату с одной стороны. Для платы с односторонней фольгой – на стороне, где нет фольги. Это обеспечивает возможность высокопроизводительных процессов пайки, например, пайку «волной».

Электрорадиоэлементы должны располагаться на печатной плате таким образом, чтобы осевые линии их корпусов были параллельны или перпендикулярны друг другу. Это обеспечит при необходимости возможность применения специальных машин для автоматической установки и пайки электрорадиоэлементов на печатной плате. При большом количестве микросхем в однотипных корпусах их следует располагать правильными рядами.

Зазор между корпусами должен быть не менее 1,5 мм (в одном из направлений). Указанный зазор необходим для возможности захвата микросхемы специальными устройствами при автоматической установке.

Элементы, имеющие большую массу, следует размещать вблизи мест крепления платы и закреплять на шасси аппаратуры.

Варианты установки элементов универсального модуля по ОСТ45.Г0.010.030 и указаны в технических требованиях на поле чертежа сборки печатной платы 210306.01.01.041.1325 СБ.

2.2.6 Расчет размеров печатной платы

Для всех электрорадиоэлементов, используемых в универсальном модуле, из справочников возьмем их габаритные размеры и массу, на основании которых будем производить расчет размеров печатной платы и вес печатного узла.

Данные для расчета размеров печатной платы занесем в таблицу 2.1  

Таблица 2.1  Габаритные размеры элементов

Наименование элемента

Мэл,

гр

Sэл,

мм2

Кол-во элементов

Sгр.эл, мм2

Резистор R1 R7 R9 R10 R11 R12

0,4

65

6

390

Резистор R2

1,2

31,5

1

31,5

Резистор R3 R4 R6 R14 R15

0,2

24

5

120

Резистор R5

0,25

27

1

27

Резистор R8

0,15

24

1

24

Резистор R13

0,2

30

1

30

Конденсатор C1

2

36

1

36

Конденсатор C2

2

40

1

40

Конденсатор C3 C7

1

31,4

2

62,8

Конденсатор C4 C5

1

48

2

96

Конденсатор C6

1

28,5

1

28,5

Диод VD1

0,15

28

1

28

Микроконтроллер DD1

3

1092

1

1092

Продолжение таблицы 2.1

Микросхема DD2

2,7

280

1

280

Микросхема DA1

3

600

1

600

Транзистор VT1

0,3

56

1

56

Транзистор VT2

3,5

40

1

40

Транзистор VT3

1

42

1

42

Кварцевый резонатор ZQ1

1,2

70

1

70

Разъем Х1

1,4

165

1

165

Разъем Х2

1,6

230

1

230

Разъем Х3

1,5

200

1

200

Разъем Х4

2

265

1

265

Элементы крепления

2

7

4

28

Итого:

0,044 кг

3981,8

Расчет размера и массы печатной платы разрабатываемого универсального модуля произведем следующим образом:

                                                      Sобщ = ΣSобщ / K,                                               (2.3)

где  К - коэффициент плотности компоновки элементов на печатной плате и выбира-ется в пределах от 0 до 1. Выбираем для наших расчетов К=0,6. 

ΣSобщ   - общая площадь всех элементов  3981,8 мм2  ( по данным таблицы )

Общая площадь печатной платы для разрабатываемого нами универсального модуля определяется, таким образом, по формуле:

Sобщ = 3981,4/0,6 = 6636 мм2

Далее необходимо определить размеры сторон печатной платы

а  длина платы, мм;

в  ширина платы, мм.

Размеры выбираем на основании ГОСТ 10317. Отношение размеров должно быть меньше или равно 3:1.

С учетом вышеизложенного выбираем следующие размеры печатной платы разрабатываемого универсального модуля:

а =  95 мм,

в =  70 мм.

Таким образом, рассчитанная печатная плата универсального модуля имеет размеры 95 × 70 мм.

2.2.7 Разработка топологии печатной платы

Разработка топологии печатной платы производится на персональном компьютере с использованием современных компьютерных технологий и с использованием программы PCAD 4.5.

Для разработки топологии необходимы следующие данные:

  •  габаритные размеры платы  95 × 70 мм;
  •  шаг координатной сетки -  2,5 мм;
  •  минимальная ширина между проводниками - 0, 5 мм;
  •  минимальная ширина проводника - 1,0 мм;
  •  варианты установки элементов;
  •  диаметры отверстий;
  •  диаметры контактных площадок;
  •  габаритные размеры элементов указанные в таблице;

Топология печатной платы приведена на схеме 210306.01.01.042.1325

2.2.8 Выбор покрытия печатной платы

Проблема надежности универсального модуля  тесно связана с защитой деталей узлов и самого прибора от воздействия окружающей среды. Особенно важно учитывать воздействие на универсальный модуль во время его эксплуатации высокой и низкой температуры, тепловых воздействий, разреженности воздуха высокой влажности, радиации, механических ударов и вибрации.

Предохранение деталей и узлов от влаги одна из важнейших задач проектирования универсального модуля.

Так как печатные платы имеют малые расстояния между проводниками, то воздействие влаги может привести к таким ухудшениям сопротивления изоляции, при которых будет нарушаться нормальная работа схемы. Поэтому печатные узлы необходимо покрывать слоем лака.

Используемые лаки должны иметь следующие свойства:

  1.  Хорошую адгезию к материалу платы и печатным проводникам.
  2.  Малую влагопоглощаемость.
  3.  Большое сопротивление изоляции.
  4.  Способность быстро высыхать при невысокой плюсовой температуре.
  5.  Отсутствие растрескивания в диапазоне рабочих температур..

Однако следует отметить, что тонкая пленка лака не способна надежно защитить плату от влаги при длительном воздействии, так как абсолютно влагонепо-глащающих лаков не существует.

Для покрытия печатной платы используется лак УР231 ТУ 6-21-14-90.

2.3 Разработка конструкции устройства

При проектировании универсального модуля необходимо учитывать целый комплекс требований, отражающих особенности человека. Этот комплекс включает в себя следующие показатели:

  •  антропометрические показатели (определяют соответствие изделия форме и размерам тела человека);
  •  физиологические показатели (определяют соответствие изделия силовым, скоростным, зрительным и другим возможностям человека);
  •  психологические показатели (определяют возможности человека по восприятию и переработке информации);
  •  гигиенические показатели (определяют внешние условия, в которых работает оператор: освещенность рабочего места, температура, шумы, вибрация и др.).

Разрабатываемый универсальный модуль должен быть сконструирован так, чтобы мог управляться малоквалифицированным персоналом. Случайное, неправильное, обращение с органами управления не должно выводить прибор из строя. Обслуживание универсального модуля должно быть простым. Для этого должны быть обеспечены: удобный монтаж и демонтаж прибора, легкий доступ к узлам и элементам, требующим периодического осмотра, очистки и т.д.; возможность быстрой смены узлов и элементов, обладающих наименьшим сроком службы; взаимозаменяемость узлов и элементов по электрическим и механическим параметрам.

Корпус универсального модуля является важной частью изделия и во многом определяет его эксплуатационные и технологические характеристики. Любой корпус должен удовлетворять следующим требованиям:

  •  корпус должен однозначно определять взаимное расположение всех составных частей изделия;
  •  конструкция корпуса должна обеспечивать заданный тепловой режим устройства (вентиляция деталей устройства);
  •  корпус должен иметь прочную и жесткую конструкцию и обеспечивать защиту всех элементов устройства от механических повреждений;
  •  конструкция устройства должна иметь минимальный вес и габариты;
  •  корпус должен позволять легко и быстро подключать устройство к другим устройствам, связанным с ним;
  •  в ряде случаев корпус должен обеспечивать защиту устройства от влаги и пыли.

Стремление изготовить универсальный модуль с учетом только эксплуатационных требований приводит, как правило, к его усложнению и созданию конструкций, которые невозможно осуществить без больших материальных затрат; поэтому конструктор в своей практической деятельности должен руководствоваться следующим требованиями:

1) необходимо максимально использовать стандартизованные и нормализованные изделия;

2) необходимо стремиться к сокращению номенклатуры деталей в каждом изделии;

3) приступая к разработке какого-либо узла или прибора, конструктор обязан тщательно проанализировать требования, предъявляемые к схемам, конструкциям и характеристикам уже выпускаемых изделий, и сравнить их с требованиями к изделию, подлежащему разработке;

4) при конструировании следует стремиться к максимальной простоте изделия.

Конструкция технологична, если обеспечиваются сборка без подгонок и доделок, взаимозаменяемость узлов и деталей по электрическим параметрам, независимая регулировка отдельных узлов и приборов, что способствует сокращению производственного цикла изготовления изделия. Корпус универсального модуля покупной, с габаритными размерами 105х80х50мм, на четырех ножках. Плата крепится с помощью винтов и гаек, ЖКИ крепится на крышке корпуса с помощью четырех винтов, так же в боковой части корпуса имеются три разъема для подключения внешних устройств.

2.4 Расчет надежности устройства

Обеспечение надежности является одной из основных задач техники.

Надежностью называют свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Требования к надежности постоянно повышаются. Под надежностью понимают свойства изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени, при соблюдении режимов эксплуатации, правил технического обслуживания, транспортировки и хранения.

Надежность - сложное комплексное понятие, с помощью которого оценивают важнейшие технические характеристики изделия (работоспособность, долговечность и безотказность).

Работоспособность - это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами установленными требованием технической документации.

Наработка - продолжительность (или объем) работы изделия измеряемая временем или циклом. В процессе эксплуатации или при испытании изделия в зависимости его назначения различают:

  1.  суточную (месячную) наработку;
  2.  наработку на отказ;
  3.  гарантированную.

Долговечность - свойство, заключающееся в способности сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Отказ - это событие, приводящее к полной или частичной утрате работоспособности изделия.

Безотказность - свойства изделия сохранять свою работоспособность в течении некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Расчет показателей надежности заключается в определении суммарной интенсивности отказов схемы электрической принципиальной. В расчете основными данными являются: схема электрическая принципиальная устройства, справочные данные интенсивности отказов элементов изделия.

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на надежность системы, могут проводиться прикидочный расчет надежности, ориентировочный расчет и уточненный расчет.

Прикидочный расчет проводится на этапе проектирования, когда действительно принципиальных схем блоков системы еще нет. Количество элементов в блоках определяется путем сравнения проектируемой системы с действительно аналогичными, ранее разработанными системами.

Расчет надежности при подборе типов элементов проводится после разработки истинно принципиальных, на самом деле, электрических схем. Целью расчета является определение рационального состава элементов.

Расчет надежности при уточнении режимов работы элементов проводится, когда сильно основные именно конструктивные проблемы решены, но можно еще изменить режимы работы элементов.

Расчет надёжности ведется следующим образом: из специальных справочников выбираются данные об интенсивности отказов различных элементов универсального модуля.

Далее выбираются коэффициенты влияния на интенсивность отказов универсального модуля:

  1.  температурный поправочный коэффициент от +200 до 700С: λt=1,5;
  2.  поправочный коэффициент с воздействием окружающей среды - помещение в нормальных условиях: λс=1;
  3.  поправочный коэффициент, учитывающий коэффициент нагрузки.

Все коэффициенты сводятся в таблицу .

- коэффициент интенсивности отказа элемента [10-6];

- коэффициент групповой интенсивности отказов;

- коэффициент интенсивности отказов элементов с учетом коэффициента влияния;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры [t0];

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды;

- поправочный коэффициент, учитывающий коэффициент нагрузки;

- общая интенсивность отказов с учетом коэффициента влияния.

Таблица 2.2 – Расчет надежности универсального модуля

Наименование

Кол-во,

шт.

1/ч

Диод VD1

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Конденсатор C1

0,01

1

0,01

1,5

1,5

1

0,0225

Конденсатор C2

0,01

1

0,01

1,5

1,5

1

0,0225

Конденсатор C3 C7

0,01

2

0,02

1,5

1,5

1

0,045

Конденсатор C4 C5

0,01

2

0,02

1,5

1,5

1

0,045

Конденсатор C6

0,01

1

0,01

1,5

1,5

1

0,022

Резистор R1 R7 R9 R10 R11 R12

0,05

6

0,3

1,5

1,5

1

0,675

Резистор R2

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Резистор R3 R4 R6 R14 R15

0,05

5

0,25

1,5

1,5

1

0,5625

Резистор R5

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Резистор R8

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Резистор R13

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Микроконтроллер DD1

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Микросхема DD2

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Микросхема DA1

0,08

1

0,08

1,5

1,5

1

0,18

Транзистор VT1

0,08

1

0,08

1,5

1,5

1

0,18

Транзистор VT2

0,08

1

0,08

1,5

1,5

1

0,18

Транзистор VT3

0,08

1

0,08

1,5

1,5

1

0,18

Кварцевый резонатор ZQ1

0,05

1

0,05

1,5

1,5

1

0,1125

Итого

2,88

Средняя наработка на отказ определяется по формуле:

                                                        ,                                                   (2.4)

где - интенсивность отказов.

Таким образом средняя наработка на отказ составляет 40лет

Рассчитаем вероятность безотказной работы универсально модуля, в течение 1000 часов непрерывной работы (t), которая определяется по формуле :

                                                                                                         (2.5)

Таким образом, вероятность того, что универсальный модуль с графическим ЖКИ  не откажет в течении 1000 часов непрерывной работы составляет 99%.

3 Экономический раздел

3.1 Экономическое обоснование конструкторских решений

Различные решения, принимаемые в процессе проектирования устройства универсального модуля, влияют на улучшение экономических показателей эксплуатации радиоизделий и устройств. К ним относятся:

  1.  Повышение надежности работы и удлинение срока службы быстроизнашивающихся узлов и деталей приводят к сокращению расходов на ремонт.
  2.  Повышение в конструкциях проектируемых изделий и устройствах удельного веса стандартизированных узлов и деталей приводят к тому, что в результате этого снижаются затраты по замене их при производстве ремонта.
  3.  Совершенствование электрической схемы изделия или устройства ведет к уменьшению количества и стоимости применяемых радиоузлов и деталей и соответственно к уменьшению расходов по замене элементов в процессе эксплуатации.
  4.  Уменьшение типов радиоузлов и деталей, применяемых в схеме изделия, ведет к сокращению оборотных средств, находящихся в текущих запасах.
  5.  Совершенствование управления системой, позволяет сэкономить время и расходы по обслуживанию.
  6.  Уменьшение потребляемой электрической мощности и т.д. приводит к экономии затрат на оплату электроэнергии.

Перечисленные факторы сводятся в основном к снижению отдельных элементов эксплуатационных расходов.

Величина снижения эксплуатационных расходов по данным элементам может быть рассчитана. Подсчитать ее можно путем сравнения принятого в проекте вари-анта решения с существующим или другими возможными вариантами, рассматри-ваемыми в проекте. Расходы сравниваются за предполагаемый срок действия проектируемого радиоизделия или устройства.

В процессе создания новых конструкций радиоаппаратуры часто оказывается, что ту или иную конкретную техническую задачу можно решить различными способами. Возникает необходимость выбора из этих способов технического решения самого выгодного и экономически обосновать принятое решение.

Экономический анализ обязателен на всех стадиях проектирования и конст-руирования РЭА, так как он помогает конструктору выбрать наилучший вариант тех-нического решения.

В практике конструирования, к большому сожалению, нередко, недооценивают роль экономического обоснования. Многие считают, что та или иная из конструкций является наилучшим решением задачи, которая более совершенна в техническом отношении. Однако, это зачастую бывает не так. При сравнительном рассмотрении нескольких вариантов конструкции надо учитывать множество факторов, как из области эксплуатации изделия, так и из области его производства.

Экономический анализ должен показать:

  1.  Каков экономический эффект принятого технического решения.
  2.  Какие затраты необходимы для достижения этого эффекта.
  3.  Какова экономическая эффективность внедрения новой конструкции.

Понятия «экономический эффект» и «экономическая эффективность» различны по своему содержанию.

Экономический эффект показывает, что дает обществу внедрение данного вида аппаратуры, и характеризуется:

  1.  Получаемой экономией общественного труда.
  2.  Лучшим удовлетворением потребностей общества.
  3.  Укреплением обороноспособности страны.
  4.  Облегчением труда рабочих.

Экономическая эффективность характеризует экономический эффект в соот-ношении с затратами на его достижение.

Экономическая оценка новых конструкций не может ограничиться одним только показателем, например, снижением веса, или снижением себестоимости, а должна складываться из ряда показателей, всесторонне обосновывающих тот или иной принятый вариант решения.

Главнейшие показатели экономической оценки конструкции радиоаппаратуры таковы:

Снижение себестоимости изготовления.

Снижение затрат по эксплуатации.

Повышение эксплуатационной надежности.

Уменьшение габаритов и веса.

Простота обслуживания.

Уменьшение количества обслуживающего персонала.

Повышение производительности труда.

Удовлетворение потребности общества в новых видах радиоаппаратуры.

Укрепление обороноспособности страны.

Экономическое обоснование варианта технического решения той или иной конструкции радиоаппаратуры складывается из следующих элементов:

Расчет затрат на изготовление конструкции.

Расчет затрат в процессе эксплуатации радиоаппаратуры.

Расчет показателей экономической эффективности.

          4.Выводов об экономической эффективности с учетом качественных экономических эффектов каждого из элементов.

          Затраты предприятия в процессе изготовления продукции на средства произ-водства и на оплату труда, выраженные в денежной форме, образуют себестоимость продукции. Расчет себестоимости конкретных видов продукции называется ка-лькуляцией.

По мере разработки технологического процесса и установления материальных и трудовых нормативов создаются предпосылки для более точного определения затрат на вновь изготовляемое изделие.

Однако, вопрос об экономической эффективности новых видов радиоаппара-туры не может решаться односторонне, только с точки зрения затрат на ее изготов-ление данным предприятием, ибо совершенствование конструкции радиоаппаратуры может привести также к изменению эксплуатационных затрат. Поэтому, одновременно с расчетом затрат на изготовление изделия, должны быть определены и расходы, связанные с эксплуатацией аппаратуры. Практически возможны случаи различного сочетания затрат на производство и эксплуатацию, например, увеличение затрат на производство при экономии эксплуатационных затрат и наоборот.

В ряде случаев сумма эксплуатационных затрат за все время эксплуатации радиоаппаратуры значительно превосходит стоимость ее изготовления. Поэтому при конструировании радиоаппаратуры надо обеспечивать не только низкую себе-стоимость изготовления, но и высокую экономичность при эксплуатации. Важнейшим фактором, влияющим на размер эксплуатационных расходов. является надежность радиоаппаратуры.

Одновременно, с количественной оценкой экономической эффективности про-ектируемой конструкции, необходимо учитывать также и качественные факторы, свя-занные с ее внедрением. В тех случаях, когда улучшение каких-либо эксплуатаци-онных качеств техники, которым не может быть дана денежная или вообще какая-либо количественная оценка, достигается при одновременном уменьшении затрат на ее изготовление и эксплуатацию, никаких трудностей в определении экономической эффективности внедрения новой техники не возникает.

Однако, могут встретиться случаи, когда переход на новую конструкцию при-водит к повышению затрат на изготовление, не перекрываемому ожидаемой эконо-мией на эксплуатационных расходах, но одновременно улучшает какие-либо пара-метры конструкции, которым нельзя дать количественной оценки. Если это качест-венное улучшение параметров имеет важное значение для изделия в целом, то кон-струкцию все равно признают эффективной.

Невозможность рассчитать экономичность применения спроектированной ап-паратуры вовсе не служит основанием к признанию ее экономически не эффективной. Как правило, аппаратура позволяющая решать качественно новые задачи, имеющие важное народнохозяйственное значение, является высокоэффективной, хотя рассчитать в денежном выражении эффективность применения такой аппаратуры часто не удается.

В этом случае ограничиваются расчетом только затрат на изготовление кон-струкции.

К числу конструкций радиоаппаратуры, экономическая эффективность применения которых во многих случаях не поддается расчету, относится, прежде всего, аппаратура, предназначенная для нужд обороны, научных исследований и т п.

Экономическое обоснование проекта аппаратуры, для которой не может быть рассчитана экономическая эффективность применения, должно состоять:

Из сопоставления эксплуатационных качеств сравниваемых конструкций и описания экономического эффекта от внедрения новой конструкции.

Из расчета себестоимости и оптовой цены спроектированной конструкции и указания на себестоимость и цены сопоставляемых конструкций.

Из выводов о технико-экономических преимуществах спроектированной конструкции.

Фактором, определяющим стоимость изделия, является его надежность. Если изделие имеет низкую надежность, то при эксплуатации придется расходовать много средств на запасные части и на содержание высококвалифицированного обслужи-вающего персонала. Стоимость запасных частей может составлять значительную долю стоимости изделия, так как невозможно предугадать, какая деталь выйдет из строя, и в связи с этим приходится закладывать в запасное имущество большую номенклатуру деталей.

Поэтому повышение надежности является большим резервом по снижению стоимости  эксплуатации.

Однако, следует иметь в виду, что повышение надежности достигается за счет применения более совершенных и надежных комплектующих изделий, за счет использования их в облегченных режимах (например, применение сопротивления С2-33H-0,125 вместо С2-33H-0,5) резервирования и т.д. Все эти меры приводят к повышению заводской стоимости изделия.

В силу перечисленных выше причин экономическую эффективность вновь раз-рабатываемого изделия нельзя оценивать только заводской себестоимостью. Мерой экономической эффективности может служить стоимость одного часа эксплуатации. Для вычисления этой характеристики следует суммировать затраты потребителя на приобретение изделия и на все эксплуатационные расходы за время до полной амортизации аппарата и отнести их к суммарной наработке изделия в часах за тот же период.

Некоторые виды радиоэлектронной аппаратуры используются в промышлен-ности:

Для контроля за ходом технологического процесса.

Для автоматического управления процессом.

Для контроля качества продукции и для других подобных целей.

Для такой аппаратуры следует экономическую эффективность определять по снижению стоимости продукции от внедрения новой аппаратуры. Для этого нужно затраты на ее приобретение и эксплуатационные расходы относить на стоимость выпускаемой продукции и определять ее с учетом этих затрат.

  1.  Расчет оптовой цены разрабатываемого устройства

Оптовая цена продукции складывается из затрат на производство и реализацию изделия (себестоимость) и величины прибыли. В зависимости от способа разделения затрат на продукцию они подразделяются на затраты прямые и косвенные.

Прямыми называются такие затраты, которые могут быть точно установлены на единицу продукции и непосредственно отнесены на данное изделие (основные материалы, производственная зарплата, покупные изделия).

Косвенными называются те затраты, которые не могут быть точно установлены на единицу продукции и поддаются лишь косвенному распределению на нее. Они имеют комплексный характер, поскольку включают в себя различные элементы затрат – материалы, заработная плата персонала предприятия, амортизация и прочие денежные расходы.

На начальных этапах проектирования устройства его себестоимость рассчитывается приближенными методами на основании укрупненных нормативов:

– рассчитываются прямые затраты (основные материалы, производственная зарплата);

– косвенные затраты, которые начисляются определенным процентом к заработной плате (общепроизводственные, общехозяйственные, коммерческие расходы), определяемых на основании данных базового предприятия  ФГУП «Приборостроительный завод» г.Трехгорный.

3.2.1 Расчет прямых затрат

Прямыми затратами называются такие затраты, которые могут быть точно установлены на единицу продукции и непосредственно отнесены на данное изделие (основные материалы, производственная зарплата, покупные изделия).

Стоимость покупных комплектующих изделий, расходуемых на единицу разрабатываемого устройства, определяется по формуле:

Ркомп = Nкомп × Цкомп ,                                                  (3.1)

где     Ркомп   – стоимость комплектующего изделия;

Nкомп  – количество комплектующих изделий;

Цкомп  – цена комплектующего изделия.

Печатная плата  изготовлена из стеклотекстолита СФ-1Н-35Г-1,5, фольгированного с одной стороны, толщиной 1,5 мм, размерами 95×70 мм и по цене 152 руб. за килограмм.

Для определения стоимости стеклотекстолита, который расходуется на печатную плату, рассчитываем массу печатной платы по формуле:

m = V × ρ,                                                         (3.2)

где m – масса стеклотекстолита;

V – объем печатной платы;

ρ – плотность материала, из которой изготовлена печатная плата.

Из справочника определяем плотность материала печатной платы, изготовленной из стеклотекстолита – ρ = 1600 кг/м3 .

Объем и масса печатной платы определяется обычным способом:

V = 0,095×0,070×0,0015 = 0,000009975  м3 =×9,9х10-6 м3 

m = 9,9×10-6 ×1600 = 0,016 кг.

В качестве корпуса разрабатываемого устройства используем стандартный покупной корпус, изготовленный из полистирола.

Расчет стоимости основных материалов, комплектующих изделий и полуфабрикатов произведем на основании технологической документации, прейскурантов оптовых цен на материалы, радиодетали, микросхемы и пр.

Данные для расчета оптовой цены разрабатываемого устройства сведем в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Стоимость основных материалов и комплектующих изделий

№ п/п

Наименование материалов и

комплектующих изделий

Цена,

руб.

Норма

расхода

на ед.

Кол-во

Стоимость

на ед.

изделия,

руб.

1

Стеклотекстолит, кг

152

Кг.

0,016

2,4

2

Корпус, шт

62

шт.

1

62,0

3

 Резистор  С2-33H-0,125 

1,3

шт.

13

16,9

4

Резистор  С2-33H-0,25 

1

шт.

1

1

5

Резистор  СП5-2

61

шт.

1

61


Продолжение таблицы 3.1

№ п/п

Наименование материалов и

комплектующих изделий

Цена,

руб.

Норма

расхода

на ед.

Кол-во

Стоимость

на ед.

изделия,

руб.

6

Диод КД522Б

8

шт.

1

8

7

Конденсатор  К10-17б-М47

17

шт.

4

68

8

Конденсатор  К50-35 100 мкФх16В

3

шт.

2

6

9

Конденсатор  К73-17

12

шт.

1

12

10

Транзистор  КТ361Г

36

шт.

1

36

11

Транзистор  IRF4905

69

шт.

1

69

12

Транзистор  КТ973А

12

шт.

1

12

13

Микросхема PIC16F877A

173

шт.

1

173

14

Микросхема IN74HC164

53

шт.

1

53

15

Микросхема TL431CLA

13

шт.

1

13

16

Кварцевый резонатор 20МГц

8

шт.

1

8

17

ЖКИ FDCG12864B

397

шт.

1

397

18

Разъем ГРПМ1-13 вилка

15

шт.

1

15

19

Разъем ГРПМ1-9 вилка

11

шт.

1

11

20

Разъем ГРПМ1-16 вилка

17

шт.

1

17

21

Разъем ГРПМ1-20 розетка

27

шт.

1

27

Винт М3

0.7

шт.

8

5,6

Гайка М3

0.5

шт.

4

2

Шайба 3

0.3

шт.

4

1,2

Итого

1077,1

3.2.2 Расчет заработной платы основных рабочих

Для расчета величины производственной заработной платы необходимо определить норму времени, необходимого для выполнения определенной работы (комплекса операций), т.е. провести техническое нормирование комплекса работ по изготовлению устройства.

В связи с преобладающим в настоящее время в приборо- и радиоаппаратостроении серийным и мелкосерийным характером производства нормативы трудоемкости разрабатываются, главным образом, на комплексы приемов. Норма на комплекс приемов рассчитывается при условии наличия маршрутного технологического процесса.

Техническая норма времени включает в себя норму подготовительно-заклю-чительного времени Тпз и норму штучного времени Тшт.

Штучное время состоит из оперативного времени Топ и времени обслуживания рабочего места Тоб, времени перерыва на отдых и личные надобности Тот.

Оперативное время Топ состоит из основного времени Тос и вспомогательного времени Твс и равно их сумме.

В мелкосерийном и серийном производстве время обслуживания рабочего места и время отдыха рассчитывают в процентах от оперативного времени. Таким образом, норму штучного времени рассчитывают по следующей формуле:

Тшт = Топ × (100+К)/100,                                                       (3.3)

где К – коэффициент, учитывающий отношение времени на обслуживание рабочего места и личные надобности к оперативному времени в %. Этот коэффициент К определяется по таблицам нормативов.

В большинстве случаев однородные технологические операции состоят из одних и тех же структурных элементов, что дает возможность применять укрупненные нормативы штучного времени. Укрупненные нормативы штучного времени содержат расчетные величины оперативного или неполного штучного времени. Точность нормативов и степень их укрупнения соответствует типу производства, например, для серийного производства она равна 10%, а для мелкосерийного – 15%. Под точностью нормативов понимают выраженное в процентах предельное отклонение, которое может получиться между нормой времени, установленной по нормативам, и временем, полученным на основании хронометража данных или технических расчетов.

Таблица 3.2 – Карта укрупненного расчета штучного времени на изготовление устройства

п/п

Содержание

основных операций

Время на

един.

Кол-во

Топер, мин

Примечание

         Изготовление печатной платы

1

Подготовительная

0,001

9975

9,98

Типовой

технологический

процесс

2

Абразивно-отрезная

0,3

1

0,30

3

Клеймение

0,00021

9975

2,1

4

Получение рисунка

0,00034

9975

3,39

5

Химическое меднение

2,5

1

2,5

6

Травление

0,00034

9975

3,36

7

Покрытие сплавом «Розе»

0,001

9975

9,98

8

Сверлильная

0,65

1

0,65

9

Промывочная

0,00053

9975

5,28

10

Обдувка воздухом

0,2

1

0,20

11

Нанесение маркировки

0,00078

9975

7,78

12

Фрезерная

0,00043

9975

4,28

13

Слесарная

0,25

1

0,25

ИТОГО:

50,05

          Монтаж элементов на плату

1

Резка проводов на заготовки

0,1

47

4,7

стр.349, карта 1

2

Лужение концов проводов

0,12

94

11,28

стр.354, карта 6

3

Снятие изоляции с проводов

0,36

94

33,84

стр.351, карта 3

4

Формовка выводов проводов

0,11

94

10,34

стр.353, карта 5

5

Установка элементов на плату

0,04

32

1,28

стр.365, карта 20

6

Электромонтажная

0,29

152

44,8

стр.315, карта 19

7

Промывка

0,27

1

0,27

стр.301, карта 1

8

Обдувка воздухом

0,1

1

0,1

стр.305, карта 7

9

Покрытие платы лаком

0,66

1

0,66

стр.435, карта 19

ИТОГО:

107,27


Продолжение таблицы 3.2

п/п

Содержание

основных операций

Время на

един.

Кол-во

Топер, мин

Примечание

          Сборка изделия

1

Установка узлов в корпус

0,27

5

1,35

стр.339, карта 46

2

Электромонтажная

0,29

38

11,02

стр.315, карта19

3

Покрытие узла лаком

0,78

1

0,78

стр.435, карта 19

4

Установка крышки

0,17

1

0,17

стр.329, карта 35

5

Установка крепежа

0,18

8

14,4

стр.328, карта 34

ИТОГО:

28,5

ВСЕГО:

185,82

Настройка и проверка работоспособности устройства определяется следующим образом:

Т = (10÷25%) × Топ = 0,20×185,82= 37,2мин

Тогда общее оперативное время составит:

Топ = 185,82+ 37,2 = 223,02 мин

Штучное время на изготовление изделия определим следующим образом:

Тшт = 223,02 × 1,1 = 245,3 мин

Точность получаемых нормативов для серийного производства – 15%, тогда:

Т’шт = 1,15 × 245,3 = 282,1мин

Техническая норма времени включает в себя Тн = Тпз + Т’шт 

Подготовительно-заключительное время на операцию равно (65-80)% от Т шт и равно:

Тпз = 282,1× 0,8 = 225,7 мин

Техническая норма времени равна:

Тн =225,7 + 282,1= 507,8мин

Величина производственной зарплаты определяется по часовым тарифным ставкам, премиальным надбавкам, применяемым на базовом предприятии ПСЗ г. Трехгорный. В данном случае применяется сдельно-премиальная оплата труда и прямая заработная плата на единицу продукции определяется таким образом:

Pсд = Тс× Тн /60 = 43,4 × 507,8/60 = 367,3 руб.

где Тс часовая тарифная ставка 43,4 руб./час

Премиальная надбавка на единицу продукции равна 50% от Pсд и равна:

П = 0,5х 367,3 × = 183,65 руб.

Районный коэффициент составляет 20% от (Рсд +П) и равен:

РК = 0,2 × (367,3+ 183,65) = 110,2 руб.

Дополнительная зарплата составляет 10% от (Рсд +П + РК) и составит:  

ДЗ = 0,1 × (367,3+ 183,65+ 110,2) = 66,1 руб.

Таким образом, фонд оплаты труда равен

ФОТ= Рсд +П + РК+ ДЗ = 367,3+ 183,65+ 110,2+ 66,1 = 727,25 руб.

Страховые взносы  СВ-30% от ФОТ

СВ=0,3 х 727,25= 218,2руб.

Общепроизводственные расходы – 265% от ФОТ

2,65 × 727,25 = 1927,2 руб.

Общехозяйственные расходы – 220% от ФОТ

2,2 × 727,25 = 1599,9 руб.

Коммерческие расходы – 10% от ФОТ

0,1 × 727,25 = 72,7 руб.

Полная себестоимость

5550,85+72,7 = 5623,55 руб.

Прибыль – 20% от полной себестоимости

0,2 × 5623,55  = 1124,7 руб.

Для определения калькуляции оптовой цены продукции все рассчитанные данные сведем в таблицу 3.3

Таблица 3.3 – Калькуляция оптовой цены продукции

№№

Наименование статей

Сумма,

руб.

Структура

(уд. вес в %)

1

Основные материалы и комплектующие изделия

1077,1

15,9

2

Фонд оплаты труда

727,25

10,7

3

Страховые взносы

218,2

3,2

4

Общепроизводственные расходы

1927,2  

28,5

Продолжение таблицы 3.3

Цеховая себестоимость

3950,95

58,5

5

Общехозяйственные расходы

1599,9

23,7

Заводская себестоимость

5550,85

82,3

6

Коммерческие расходы

72,7

1

Полная себестоимость

5623,55

83,3

7

Прибыль

1124,7

16,7

Оптовая цена

6748,26

100

Таким образом, оптовая цена разрабатываемого нами устройства составляет 6748,26 руб.

  1.  Расчет конкурентоспособности разрабатываемого устройства

Экономические результаты деятельности предприятия на рынке в условиях конкуренции определяются потребительскими свойствами выпускаемой продукции, которые оцениваются такими характеристиками выпускаемой продукции, как техни-ческий уровень, качество и конкурентоспособность.

Конкурентоспособность выпускаемой продукции – это свойство товара, опре-деляющее возможность его сбыта на данном рынке в условиях конкуренции, что делает продукт предпочтительней для конкретной группы покупателей с точки зрения удовлетворения их потребностей.

Количественная оценка конкурентоспособности продукта позволяет определить возможную долю рынка данного продукта по сравнению с товарами конкурентами и через нее рассчитать возможный объем  продаж (выручку).

В зависимости от вида товара различают:

1. Предметную конкуренцию

2. Видовую конкуренцию

3. Функциональную конкуренцию

Предметная конкуренция возникает между практически идентичными товарами, отличающимися лишь дизайном, оформлением и упаковкой.

Видовая конкуренция возникает между однородными товарами, различаю-щимися параметрами потребительских свойств (мощностью, размерами, производи-тельностью и т.д.).

Наиболее полную оценку конкурентоспособности продукции обеспечивает функциональная конкуренция. В то же время, для конкретного рынка, наполненного товарами определенного вида, вполне объективная оценка может быть получена при рассмотрении  предметной и видовой конкуренции.

Наиболее полная количественная характеристика конкурентоспособности продукции проводится при помощи коэффициента конкурентоспособности.

Коэффициент конкурентоспособности продукта определяется по формуле:

                                                     (3.4)

где: i = 1…m – виды параметров (характеристик), которые покупатель рассматривает как существенные при принятии решения о закупке товара;

ai  – коэффициент важности (значимости, предпочтительности) для поку- пателя i–го параметра по сравнению с остальными существенными параметрами продукции;

Рij  – конкурентное значение i-го  параметра  для j-той продукции;

Рin  – конкретное  (желаемое) значение i-го параметра, позволяющее пол-ностью удовлетворить потребность покупателя.

=1 – если увеличение параметра способствует росту конкурентоспособно-

сти продукции (надежность изделия, производительность изделия)

=-1 – если увеличение значения параметра приводит к снижению конкурен-

тоспособности продукции (цена продукции).

Для проведения наиболее полной оценки конкурентоспособности разрабатываемого устройства на потенциальном рынке последовательно выполним следующие действия.

Определить состав характеристик и параметров разрабатываемого устройства, выдвигаемого на рынок, которые покупатель будет рассматривать как основные, существенно влияющие на удовлетворение его потребностей при принятии решения о покупке.

На основании анализа рынка подобного класса и вида устройств будем считать, что для покупателя наиболее значимыми параметрами, существенно влияющими на удовлетворение его потребностей, при принятии окончательного решения о покупке, являются следующие параметры и характеристики разрабатываемого универсального модуля.

Р1– возможность внесения изменения в работу;

Р2– отсутствие в необходимости дополнительных приборах;

Р3– цена, руб;

Р4– индикация результатов работы.

Для каждого из определенных параметров рассчитаем его значимость для  покупателя.

В качестве удобного и надежного метода экспертной оценки значимости этих показателей используем метод их попарного сравнения.

Для расчета конкурентоспособности составляем матрицу определяющих ее характеристик и параметров для попарного сравнения их значимости. В этой матрице сравнивается каждый параметр каждой строки с каждым параметром каждого столбца.

Для перевода качественных оценок предпочтения одного параметра над другим в количественные оценки используем пятибалльную шкалу, которая выглядит следующим образом:

– значимость для покупателя двух сравниваемых показателей одинакова – 1;

– первый показатель имеет немного большую значимость, чем второй – 2;

– первый показатель имеет большую значимость, чем второй –3;

– первый показатель имеет много большую значимость, чем второй –4;

– первый показатель имеет абсолютно большую значимость, чем второй – 5.

По результатам оценочного сравнительного анализа данных показателей конкурентоспособности универсального модуля составляем матрицу попарных сравнений значимости параметров в виде таблицы 3.4.

Таблица 3.4 – Матрица попарных сравнений

P1

P2

P3

P4

Всего

P1

1

4

3

2

10

P2

1/4

1

1/2

1/3

2,05

P3

1/2

2

1

2

5,5

P4

1/2

3

1/2

1

5

Всего:

22,55

Затем рассчитываем сумму каждой из строк матрицы, отображающей сум-марный балл, набранный каждым из показателей, и общую сумму баллов всей матрицы.

Сумма строк матриц и общая сумма матрицы равны:

С0 =  С1стр + С2стр + С3стр + С4стр =22,55

Для разрабатываемого устройства коэффициенты значимости анализируемых параметров рассчитываются следующим образом:

а1 I стр.0

а1 = а/в = 0,44

а2 = 0,09

а3 = 0,24

а4 = 0,23

Определяем параметры выводимого на рынок устройства 1 и устройств 2 и 3 конкурентов. Параметры показателей устройств и коэффициентов конкурентоспособности представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 Показатели универсального модуля и устройств конкурентов и коэффициентов конкурентоспособности

Р

Наименование. единица

измерения

Коэффициент значимости, а

1 Устрой-ство (разрабатываемое)

2 Устрой-ство

3 Устрой-ство

Показатель желаемый, Рin

Р1

возможность внесения изменения в работу

0,44

1

0

0

1

Р2

отсутствие в необходимости дополнительных приборах

0,09

1

0

0

1

Р3

цена, руб

0,24

6748

6985

7057

6600

Р4

индикация результатов работы

0,23

1

0

0

1

Определяем коэффициент конкурентоспособности для разрабатываемого устройства по формуле 3.4:

К1= 0,44 х (1/1)-1 + 0,09 х (1/1)1 + 0,24 х (6748/6600)-1 +0,23 х (1/1)1= 0,44 + 0,09 + 0,24 + 0,23 =1

К2= 0,44 х (0/1)-1 + 0,09 х (0/1)1 + 0,24 х (6985/6600)-1 +0,23 х (0/1)1= 0 + 0+ 0,229 + 0= 0,229

К3= 0,44 х (0/1)-1 + 0,09 х (0/1)1 + 0,24 х (7057/6600)-1 +0,23 х (0/1)1= 0+ 0 + 0,226 + 0 = 0,226

Анализ коэффициентов конкурентоспособности показал что,К1 > K2 > К3,

т.е. предприятие выходит на рынок с изделием, конкурентоспособность которого выше  аналогичных устройств, существующих на рынке.

4 Охрана труда и техника безопасности

4.1 Охрана труда. Законодательство и основные нормативные правовые акты

Охрана труда является важным элементом процесса производства и призвана ограждать работников от воздействий опасных и вредных производственных факторов, обеспечивать наиболее благоприятные условия труда.

Человек в процессе труда вступает во взаимодействие с предметами труда, орудиями труда, другими людьми. На него воздействуют различные параметры производственной обстановки, в которой протекает труд (температура, влажность и подвижность воздуха, шум, вибрация, вредные вещества, различные излучения и т.п.).

Совокупность факторов производственной среды, оказывающие влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда определяют условия труда.

Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, лечебно-профилактические, санитарно-гигиенические и иные мероприятия.

По правовому уровню документы, регулирующие вопросы безопасности труда, можно подразделить на законодательные акты, нормативные правовые акты и иные нормативные документы по охране труда федеральных органов исполнительной и законодательной власти Российской Федерации, а также ее субъектов.

Законодательство представляет собой совокупность законов страны какой-либо области права.

Законодательный акт по охране труда – акт, устанавливающий право работников на охрану труда в процессе трудовой деятельности принятый или утвержденный законодательным органом.

Нормативный правовой акт по охране труда – акт, устанавливающий комплекс правовых, социально-экономических, организационно-технических, лечебно-профилактических, санитарно-гигиенических требований, направленных на обеспечение безопасности, сохранения здоровья и работоспособности в процессе трудовой деятельности, утвержденный уполномоченным, компетентным органом.

Основными законодательными актами в области охраны труда являются Трудовой кодекс Российской Федерации и Конституция Российской Федерации.

Основными нормативными правовыми актами охраны труда являются:

- государственные стандарты системы стандартов безопасности труда, ГОСТ ССБТ;

- отраслевые стандарты системы стандартов безопасности труда, ОСТ ССБТ;

- санитарные правила, СП;

- санитарные нормы, СН;

- гигиенические нормативы, ГН;

- санитарные правила и нормы, СанПиН;

- строительные нормы и правила, СНиП;

- правила безопасности, ПБ;

- правила по охране труда российские межотраслевые, ПОТ РМ;

- правила по охране труда российские отраслевые, ПОТ РО.

По общности и действию законодательных и нормативных правовых актов подразделяются на пять уровней:

а) единые акты, действующие на всей территории Российской Федерации для всех предприятий, организаций, учреждений и устанавливающие основные принципы и правила государства в области охраны труда. Утверждаются генеральными директорами, правительством и ведомствами;

б) межотраслевые акты (ССБТ, СанПиН), действующие во всех отраслях экономики без исключения. Разрабатываются и утверждаются только специально уполномоченными органами;

в) акты субъектов федерации, действующие только на территории субъекта и регулирующие отдельные вопросы по охране труда применительно к субъекту. Разрабатываются и утверждаются законодательными и исполнительными органами субъектов федерации;

г) отраслевые акты, действующие только в той или иной отрасли и не имеющие юридической силы в других отраслях. Разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами или другим уполномоченным органа;

д) нормативные правовые акты предприятия, представляющие собой документы по охране труда, действующие только на конкретном предприятии. Разрабатываются предприятием.

  1.  Анализ опасных и вредных производственных факторов

При сборке, электромонтаже, настройке, регулировке и испытаниях универсального модуля проводятся электромонтажные и слесарно-сборочные работы, лакокрасочные работы и работы с клеями, работы по настройке и регулировке универсального модуля, которые сопровождаются опасными и вредными производственными факторами, способными вызывать профессиональные заболевания и снижение работоспособности рабочего персонала.

Согласно ГОСТ 12.0.003-99 на монтажника радиоэлектронной аппаратуры действуют опасные и вредные производственные факторы, которые подразделяются на четыре группы:

а) физические;

б) химические;

в) биологические;

г) психофизиологические.

K физическим опасным и вредным производственным факторам относятся:

а) движущиеся части машин и механизмов (сверление отверстий и.т.п.), оборудование и инструмент, используемые при изготовлении устройства "универсального модуля.

б) оборудование, инструменты и приспособления (скальпель, нож, отвертка),

б) повышенный уровень шума, который возникает при работе промышленного оборудования;

в) повышенная температура поверхностей оборудования, материалов (источниками могут являться: разогретое жало паяльника, разогретый припой, каретка печи оплавления, а также плата, вышедшая после оплавления паяльной пасты, рабочая область электроножа, используемого для снятия изоляции);

г) повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека. Плохая изоляция проводов, неисправность электроприборов и оборудования может привести к поражению человека электрическим током;

д) статическое  электричество (образование  статических зарядов может вызывать выход из строя радиоэлектронной аппаратуры и ее функциональных узлов. Повышенный уровень статического электричества может привести к возникновению аварийных ситуаций на производстве: взрывам, пожарам, травмам, а также может привести к профессиональным заболеваниям работающих и снижению производительности труда;

е) недостаточная освещенность рабочей зоны (как правило, естественное освещение не всегда бывает достаточным, что приводит к постоянному напряжению глаз и их быстрому утомлению).

К химическим опасным и вредным производственным факторам относятся:

а) повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

б) токсичные и ядовитые газы и жидкости, оказывающие токсическое и раздражающее действие на слизистые оболочки, кожные покровы и органы дыхания человека.

Операции пайки припоями и паяльными пастами, содержащие свинец, сопровождаются выделением в воздух рабочей зоны паяльного дыма, микрочастицы которого могут содержать свинец и олово в опасной концентрации. Паяльный дым оседает в помещении в виде пыли, загрязняя рабочие поверхности, и может попасть в организм человека через дыхательные пути, но чаще всего через грязные руки, поэтому монтажнику следует по возможности избегать контакта с припоем и паяльной пастой.

Паяльные флюсы на основе канифоли при пайке выделяют сильнейший аллерген (абиетиновая кислота), находящийся в паяльном дыме, вдыхание которого может вызывать аллергическую реакцию. При этом появляется кашель, затрудненное дыхание, спазмы в горле. Если дым вдыхается ежедневно на протяжении нескольких лет, может появиться необратимая аллергическая чувствительность организма. Паяльный дым содержит не только микрочастицы канифоли, но и газы, образующиеся в результате работы с флюсом. Самым вредным из них является формальдегид, который не только обостряет астматические симптомы, но и является канцерогеном.

Основным средством борьбы с паяльным дымом является местная вытяжная вентиляция, устанавливающаяся на рабочее место монтажника. При использовании установок для оплавления припойной пасты можно использовать вытяжные зонты, предназначенные для удаления вредных выделений, газов, поднимающихся вверх, а именно при выделениях тепло и влаги, создающих устойчивый восходящий поток.

При выполнении лакокрасочных работ с клеями выделяются ацетофенон, диметакриловый эфир этиленгликоля. При работах с красками, лаками, органическими растворителями выделяются пары бензина, ацетона спирта. При выполнении этих работ изделие помещают в камеру на время процесса. Камера снабжается отсосом, через который образующиеся вещества удаляются местной вытяжной вентиляцией в течение всей операции и некоторое время спустя до полной очистки камеры перед ее открытием.

Дополнительными средствами защиты являются средства индивидуальной защиты: хлопчатобумажные перчатки, респиратор, рабочий халат и сменная обувь.

По степени воздействия на организм работника в соответствии с ГОСТ 12.1.077-99 ССБТ подразделяют на 4 класса:

- I - вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м;

- II - вещества высоко опасные (ПДК 0,1...1,0 мг/м);

-III - вещества умеренно опасные (ПДК 1,1...10,0 мг/м)

- IV - вещества мало опасные (ПДК более 10,0 мг/м).

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе  рабочей зоны ограничена ГОСТ 12.1.005-88. Согласно ГОСТу в таблице 4.1 приведены предельно-допустимые концентрации вредных веществ, которые могут возникнуть в процессе производства устройства " универсального модуля.

Таблица 4.1 – Предельно допустимая концентрация некоторых вредных веществ в воздушной среде производственных помещений

Вещество

ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений

мг/м3

Класс

опасности

Свинец и его соединения

0,01/0,007

1

Припой ПОС 61

0,01

1

Паяльная паста ППЛ-260

0,01

1

Спирто-бензиновая смесь (1:1)

100

4

Флюс ФКСп

6

3

Наиболее часто монтажник радиоэлектронной аппаратуры в процессе работы сталкивается:

а) со свицовосодержащими припоями, которые оказывают токсическое действие на желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути;

б) с паяльной пастой ППЛ-260, которая также оказывает  токсическое действие на желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути;

в) со спирто-бензиновой смесью, которая опасна при вдыхании и вызывает раздражение слизистых оболочек;

г) с флюсом ФКСп, пары которого оказывают раздражающее действие на органы дыхания;

д) с клеем ВК-9, смолой ЭД-20, пары которых при вдыхании вызывают раздражение слизистых оболочек полости рта и глаз.

К биологическим опасным и вредным производственным факторам относятся патогенные микроорганизмы (бактерии, и вирусы и т.д.).

К психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам относятся физические(статические и динамические) и нервно-психологические перегрузки ( умственное перенапряжение, эмоциональные перегрузки).

На предприятиях, производственная деятельность которых связана с вредными веществами, должны быть разработаны нормативно-технические документы по безопасности труда применении и хранении вредных веществ, выполнение комплексных организационно-технических, санитарно-гигиенических и медико-биологических мероприятий. Обслуживающий персонал должен проходить специальную подготовку и проверку знаний и пользоваться средствами индивидуальной защиты.

  1.  Требования безопасности при производстве устройства

Основные операции по производству универсального модуля выполняют монтажники радиоэлектронной аппаратуры и приборов. В процессе сборки, электромонтажа они должны соблюдать правила по охране труда на предприятии, по работе с вредными веществами, по электробезопасности

Несоблюдение требований безопасности при перечисленных работах могут привести к производственным травмам, отравлениям, кожным заболеваниям. Неисправности слесарно-сборочного инструмента могут также привести к травмам.

К самостоятельной работе в качестве монтажника радиоэлектронной аппаратуры допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительное медицинское освидетельствование, имеющие профессиональную подготовку, соответствующую характеру выполняемых работ, квалификационное удостоверение по специальности, квалификационную группу по электробезопасности, прошедшие первичный инструктаж на рабочем месте, ознакомленные с санитарно-гигиеническими требованиями и мерами профилактики при пайке припоями, содержащими свинец, допущенные приказом по подразделению на основании приказа по предприятию.

Монтажник радиоэлектронной аппаратуры перед началом работы должен:

а) привести в порядок спецодежду, спецобувь, подготовить средства индивидуальной защиты;

б) ознакомится с технологической документацией на порученную работу и предусмотренными мерами безопасности при ее выполнении;

в) проверить:

1) исправность и устойчивость стола и стульев механическим опробованием;

2) наличие и исправность необходимого для работы инструмента, приспособлений и других устройств. Убедится в исправности заземляющих проводников путем визуального осмотра, механическим опробованием надежности креплений соединений.

г) убедиться в исправной работе местного освещения и местной вытяжной вентиляции;

д) убрать все предметы, которые не потребуются в работе. Исправный инструмент, приспособления и оснастку расположить так, чтобы было удобно и безопасно работать;

е) перед работой электрическим паяльником (паяльной станцией) монтажник должен убедиться:

1) в исправности кабеля питания, штепсельных разъемов;

2) что расходуемый флюс, спирт, растворители и маркировочная краска помещены в кюветы с указанием их наименования.

ж) перед работой слесарным инструментом монтажнику необходимо убедиться в их исправности;

з) проверить исправность розеток, выключателей, другой арматуры монтажного стола и технологического оборудования, используемого в работе.

и) обо всех обнаруженных неисправностях и недостатках (оборудования, инструмента, средств индивидуальной защиты, заземления и т.п.) необходимо доложить мастеру и до их устранения к работе не приступать.

Монтажник радиоэлектронной аппаратуры во время выполнения работы должен:

а) пользоваться средствами индивидуальной защиты;

б) при выполнении работ по обжигу изоляции, пайке, склеиванию, включать вытяжную вентиляцию;

в) при работе с электрическим паяльником (паяльной станцией) монтажник должен:

1) производить пайку в зоне действия местной вытяжной вентиляции;

2) соблюдать меры предосторожности, исключающие возможность прикосновения частями тела к нагретой поверхности корпуса паяльника;

3) зачистку жала паяльника от нагара производить в приспособлении, исключающем ожог рук;

4) отключить паяльник, электронож и другой электроинструмент при перерывах  в подаче электроэнергии и перерывах в работе;

5) в случае ощущения электротока (бьет) немедленно прекратить работу, сообщить мастеру и не начинать работу до полного устранения неисправности;

г) при работе с органическими растворителями (бензин, ацетон, спирт этиловый и др. легко воспламеняющиеся жидкости – ЛВЖ и горючие жидкости – ГЖ) монтажник должен:

1) производить обезжиривание деталей на специально отведенном месте, оборудованном вытяжной вентиляцией;

2) в случае попадании ЛВЖ и ГЖ на открытые части тела смывать их теплой водой с мылом;

3) хранить ЛВЖ и ГЖ в небьющейся и не искрообразующей таре, количество хранящейся на рабочем месте ЛВЖ и ГЖ не должно превышать сменной  

д) продувку деталей, приборов сжатым воздухом производить в специально отведенных местах, оборудованных местной вытяжной вентиляцией;

е) кернение деталей производить в защитных очках;

ж) резку проводов, кабелей, плетенок производить специальными ножами или приспособлениями. Заготовительные работы с металлической плетенкой производить только в перчатках или рукавицах. Резку ножами, ножницами производить в направлении от себя;

з) при зачистке изоляции провода электроножом, при лужении жил провода, при пайке необходима осторожность во избежание ожогов;

По окончании работы монтажник радиоэлектронной аппаратуры должен:

а) отключить от сети электрооборудование;

б) привести в порядок рабочее место;

в) сдать рабочее место мастеру или сменщику. Сообщить о замеченных неисправностях и принятых мерах  по их устранению;

г) протереть руки 1% раствором уксусной кислоты и тщательно вымыть их теплой водой с мылом и прополоскать полость рта;

д) снять спецодежду и поместить ее в специально отведенное место.

Монтажнику радиоэлектронной аппаратуры запрещается:

а) производить ремонт, изменение конструкций приспособлений, инструмента, электрических схем;

б) хранить любой вид одежды на рабочем месте;

в) принимать и хранить пищу, питьевую воду, курить в помещении, где производится пайка;

г) в рабочей одежде входить в помещение для приема пищи, столовые и буфеты;

д) пользоваться полотенцем общего пользования;

Невыполнение данных требований рассматривается как нарушение трудовой дисциплины, и виновные привлекаются к ответственности, согласно правилам внутреннего трудового распорядка.

4.4 Электробезопасность

В современном производстве, в том числе и при изготовлении печатной платы, монтажа элементов на плату, монтаж платы в готовое устройство не обходится без применения различных электрических приборов и электронных устройств. Поэтому необходимо знать правила эксплуатации электрических приборов и электронных устройств и уметь работать на них.

Электрические приборы и электронные устройства, с которыми приходится иметь дело практически всем работающим на производстве, представляют для человека большую потенциальную опасность.

Проходя через тело человека электрический ток оказывает на него воздействие, являющимся совокупностью термического (нагрев тканей), электролитического (разложение крови и плазмы, биологического (раздражение и возбуждение нервных волокон) и механического ( разрыв кожи, сосудов, сухожилий) воздействий.

Тяжесть поражений электрическим тока зависит от силы тока, сопротивления тела и длительности протекания через него тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды.

Действие переменного тока промышленной частоты(50Гц) начинает проявляться при силе тока в 1 мА. По мере возрастания тока неприятные ощущения усиливаются и при силе 20 - 50 мА опасность для жизни человека становится угрожающей. Действие электрического тока выше 50 мА приводит к параличу дыхания и беспорядочному сокращению сердечной мышцы. Прекращение дыхания при кровообращении вызывает кислородную недостаточность организма и наступает состояние клинической смерти.

Несчастные случаи поражения людей электрическим током происходят:

вследствие случайного прикосновения или недоступного приближения к голам, незащищенным частям установок, находящихся под напряжением;

от прикосновения к конструктивным элементам или корпусам электрооборудования, оказавшимися под напряжением в результате пробоя изоляции;

при нахождении вблизи от места замыкания на землю, вследствие пробоя изоляции или касания токоведущих частей с землей при повреждении электроустановок(например, обрыв с падением на землю провода).

Безопасность обслуживания электротехнологического оборудования обеспечивается путем применения защитных ограждений, надежного и быстродействующего защитного отключения и использование, в зависимости от окружающих условий, пониженного напряжения 42 В и 12 В.

В качестве основного мероприятия, создающего безопасные условия эксплуатации электротехнологического оборудования, является защитное заземление. Заземление  - представляется соединением с заземляющим устройством(землей) металлических частей, станков, сушильных шкафов, ванн и т.п., нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции. Практически заземление выполняется металлической полосой, трубой или проводом достаточного сечения с надежным креплением болтом или сваркой к корпусу электротехнологического оборудования.

Разработка и монтаж универсального модуля проводится в помещении с повышенной опасностью поражения людей электрическим током и характеризуется наличием следующих факторов:

а) токопроводящих полов (железобетонные, кирпичные);

б) возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам с одной стороны, к металлическим аппаратам и механизмам, имеющим соединение с землей с другой стороны.

Средства, служащие для защиты людей, работающих в электроустановках, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля, называются электрозащитными или защитными.

Основными средствами защиты называются средства, изоляция которых длительное время выдерживают рабочее напряжение электроустановок и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Вспомогательные средства защиты сами по себе не могут при данном напряжении  обеспечить защиту от поражения электрическим током, а применяются совместно с основными средствами.

Основные средства защиты в электроустановках напряжением до 1000В:

а) указатели напряжения;

б) диэлектрические перчатки;

в) слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;

Дополнительные средства защиты в электроустановках напряжением до 1000В:

а) плакаты и знаки безопасности.

Электрозащитными средствами следует пользоваться по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на какое они рассчитаны. Перед работой персонал обязан проверить их на исправность и отсутствие внешних повреждений и проверить по штампу срок годности.

При монтаже, настройке и проверке универсального модуля необходимо пользоваться выше указанными средствами защиты от поражения электрическим током.

При монтаже, настройке и проверке универсального модуля необходимо также соблюдение правил и требований работы с электрическими приборами и электронными устройствами, источниками питания, и другими контрольно измерительными приборами, которые имеют повышенное напряжение питания.

4.5 Микроклимат производственных помещений

Под микроклиматом помещения понимают совокупность теплового воздушного и влажностного режимов и их взаимосвязи.

Основное требование к микроклимату – поддержание благоприятных условий для людей находящихся в помещении.

Обеспечение комфортных условий для трудовой деятельности позволяет повысить качество и производительность труда, обеспечить хорошее самочувствие и  наилучшие для сохранения здоровья параметры среды обитания и характеристики трудового  процесса. Наиболее значимыми для обеспечения комфортных условий на рабочем месте являются климатические условия, освещенность и световая среда.

Параметрами микроклимата, при которых выполняет работу человек и от которых зависит теплообмен между организмом человека и окружающей средой, являются:

а) температура  окружающей среды;

б) скорость  движения воздуха;

в) влажность  (относительная) воздуха.

Согласно ГОСТ12.1.005-88 ССБТ «Оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата в производственных помещениях» подразделяются на:

а) оптимальные – комфортные условия;

б) допустимые – условия, при которых есть небольшие нарушения.

От периода года зависит способность организма к оптимизации, следовательно, и значений оптимальных и допустимых параметров. При нормировании различают холодный и теплый периоды года. Теплый период года характеризуется  среднесуточной температурой воздуха выше плюс 10°С.

Холодный период года  характеризуется  среднесуточной температурой воздуха равной и ниже плюс 10°С.

При нормировании параметров микроклимата, категорирования работ по тяжести выполнено разграничением на основе общих затрат энергии организмом в единицу времени, которые измеряются в ваттах. Согласно СанПиН 2.2.4.584-96 различают следующую категорию работ при разработке универсального модуля:

а) Категория IIб (расход энергии до 139Вт) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.

При разработке и монтаже универсального модуля выполняются работы категории IIб. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений, при выполнении работ категории Iб приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности  и скорости движения воздуха в производственных помещениях.

Период года

Категории работ

Температура,°С

Оптимальная влажность,

%

Скорость движения воздуха, м/с

Оптимальная

Допустимая

Оптимальная

Допустимая

Оптимальная

Допустимая

Верхняя граница

Нижняя граница

На рабочих местах

Постоянное

Непостоянное

Постоянное

Непостоянное

холод-ный

средней тяжести- IIб

21-23

24

25

20

17

40-60

75

0,1

Не более 0,2

теплый

легкая- IIб

22-24

25

30

21

19

40-60

60

0,2

0,1-0,2

В электромонтажном цехе промышленного предприятия избыточная теплота возникает при значительном выделении тепла производственной аппаратурой, трубопроводами, людьми, от солнечной радиации и других источников тепла. При отсутствии вентиляции перечисленные и другие тепловыделения значительно повышают  температуру воздуха и затрудняют процесс терморегуляции в организме человека и, кроме того, могут отрицательно влиять на технологический процесс производства.

Количество выделяемого организмом человека водяного пара при умеренной температуре воздуха и небольшой физической нагрузке составляет 40-75г/ч. При высокой температуре среды выделение влаги может возрасти до 150г/ч. Избыточное содержание водяных паров в воздухе может возникнуть и в электромонтажном цехе.

Сочетание большой влажности воздуха и высокой его температуры влияет на процесс испарения: отдача теплоты испарением у человека уменьшается и в его организме накапливается теплота. Повышенная влажность воздуха при низкой температуре вызывает охлаждение организма, так как влажная кожа и влажный воздух более теплопроводные.

В цехе промышленного предприятия воздух загрязнен, главным образом, газами и парами, образующими при протекании технологических процессов. Многие из них опасны для здоровья человека.

Вредное влияние на здоровье человека  оказывает пыль, находящаяся в воздухе. Наиболее опасна для организма человека пыль ядовитых веществ. Мельчайшие частицы свинцовой пыли, попавшие в организм, вызывают хроническое отравление.

Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций. Согласно ГОСТа 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.

Воздушная среда в помещении, удовлетворяющая санитарным нормам, обеспечивается в результате удаления загрязненного воздуха из помещения и подачи чистого наружного воздуха. Соответственно этому системы вентиляции подразделяются на вытяжные и приточные. По способу перемещения удаляемого из помещения и подаваемого в помещение воздуха различают вентиляцию естественную и механическую (искусственную).

Вытяжные системы вентиляции в зависимости от места удаления вредных выделений, а приточные системы вентиляции в зависимости от места подачи наружного воздуха подразделяются на общеобменные, местные и смешанные.

Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (температуры влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении, главным образом, в рабочей зоне (высота равна от 1,5 до 2,0 метров от пола), когда какие-либо вредные вещества распространяются по всему объему помещения или нет возможности уловить их в местах выделения.

Общеобменная вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной, а чаще приточно-вытяжной, обеспечивающей организованный приток и удаление воздуха.

При местной вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения, примером такой вентиляции может служить вытяжная вентиляция на рабочем месте монтажника радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Местная приточная вентиляция применяться в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных местах помещения.

Смешанные системы, применяемые, главным образом, в производственных помещениях представляют собой комбинацию общеобменной вентиляции с местной.

Одним из наиболее значимых факторов для обеспечения комфортных условий на рабочем месте является освещенность. Основные правила безопасности связанные с освещенностью помещения, содержаться в СНиП23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» и в СНиП II-А-9-71 «Искусственное освещение, нормы проектирования» и направлены на обеспечение основной задачи производственного освещения – поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

Производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции, благоприятно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает уровень травматизма на производстве.

Производственное освещение подразделяется на:

а) естественное;

б) совмещенное;

в) искусственное.

Естественное освещение разделяется на:

а) боковое – это световые проемы в стенах (одно и двухсторонние);

б) верхнее – через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытия;

в) комбинированное – это сочетание верхнего и бокового освещения.

При освещении производственных помещений электромонтажного цеха используют как естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы, так и искусственное освещение создаваемое электрическими источниками света.

Недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, такое освещение помещений называется совмещенным.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть трех видов:

а) общее – систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. При общем освещении все рабочие места получают свет от одной осветительной установки;

б) общее локализованное освещение – предназначено для увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям.

в) комбинированное – наряду с общим включает местное освещение, сосредотачивающее световой поток непосредственно на рабочем месте.

Применение одного местного освещения при монтаже устройства универсального модуля недопустимо, так как возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие резкие тени и другие неблагоприятные факторы. Поэтому доля общего освещения в комбинированном освещении должна быть не менее 10 процентов. Освещение в электромонтажном цехе в соответствии со СНиП 23-05-95 не менее 250лк.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным.

4.6 Пожарная безопасность

Чрезмерную опасность представляют пожары. Они могут причинить огромный материальный ущерб.

В соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности работающих и сохранения материальных ценностей предприятия на всех стадиях его жизненного цикла (научная разработка, проектирование, строительство и эксплуатация).

Основными системами пожарной безопасности являются системы предотвращения пожара и противопожарной защиты, включая организационно - технические мероприятия.

Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности работающих с помощью указанных систем должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека.

Систему предотвращения пожара составляет комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара

Предотвращение пожара достигается:

- устранением образования горючей среды;

- устранением образования в горючей среде источника зажигания;

- поддержанием температуры ниже допустимой температуры и другими мерами.

Противопожарная защита обеспечивается:

- применением негорючих и трудно горючих веществ и их размещением;

- изоляцией горючей среды;

- предотвращением распространения пожара за пределы очага;

- применением средств пожаротушения;

- применением конструкции объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючестью;

- эвакуацией людей;

- системами противодымной защиты;

- применением средств пожарной сигнализации;

- организацией пожарной охраны промышленных объектов.

Ограничение горючих веществ и их размещения достигается регламентацией:

- количества горючих веществ материалов, находящихся одновременно в помещении;

- наличия аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из оборудования;

- противопожарных разрывов и защитных зон;

- периодичности очистки помещений, коммуникаций, оборудования от горючих отходов, отложений пыли;

- ограничения числа рабочих мест, на которых используются пожароопасные вещества;

- выноса пожароопасного оборудования в отдельные помещения и открытые площадки, а также наличия системы аспирации отходов производства.

Перечисленные выше меры отражаются в нормах строительного проектирования и отраслевых нормативных документах в виде соответствующих нормативных положений и требований в области противопожарной защиты при проектировании и строительстве промышленных зданий.

Заключение

В результате выполнения ВКР были рассчитаны основные элементы схемы, разработана печатная плата и конструкция универсального модуля. В ВКР были приведены расчеты надежности устройства и его конкурентоспособность.

Данное устройство может быть использовано для наладки, разработки и управления различными устройствами: усилителя мощности звуковой частоты, бегущей строкой, внешней панелью.

Вероятность безотказной работы универсального модуля 99%;

Средняя наработка на отказ 357000ч.;

Оптовая цена составляет 6748,26руб.;

Габаритные размеры устройства 105х80х50.

Список литературы

1. Журнал «Радио» 2010 г., №3

2. Горелов М. С. «Полезные схемы радиолюбителям» Выпуск 2 – М: “Со-лон”, 98 с. 1998 г.

3. В. В. Венглинский, К. В. Денисенко и др. «Техническое нормирование труда в приборостроении»

4. Л. Фолкенбери «Применение операционных усилителей и линейных ИС»

5. В. А. Девисилов «Охрана труда»

6. «Конструирование приборов и устройств радиоэлектронной аппаратуры»    К.П. Поляков – М.: «Радио и связь», 1982г.

7. ИОТ – 4 – 2004 Инструкция по охране труда для монтажника радиоэлектронной аппаратуры и приборов.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Изм

 Лист

 54   

                         210306.01.01.010.1325ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1158. Понятие граф в математике 360 KB
  Примеры построения диаграммных графов. Степень вершины графов и их изолированность. Изображение одного и того же графа. Эйлеровы графы. Решение задачи о семи кенигсбергских мостах. Двудольные графы. Планарные и плоские графы. Графы с цветными ребрами.
1159. Расчет строительства центральной ремонтной мастерской 307 KB
  Район строительства, его климатическая и геологическая характеристика. Описание технологического и функционального процесса. Административно-бытовой корпус. Фундаменты и фундаментные балки. Перекрытия для административно-бытового здания. Расчет оборудования бытовых помещений. Теплотехнический расчет стены промышленного здания.
1160. Источник стабилизированного напряжения по схеме однотактного прямоходового преобразователя с активным ограничение напряжения на базе ШИМ-контроллера UCС2897 286 KB
  Расчет однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром. Расчет элементов преобразователя. Расчет трансформатора. Расчет обвязки микросхемы. Выбор конденсатора и расчет дросселя.
1161. Организация, нормирование и оплата труда в пивоваренном производстве на примере ОАО Вятич города Кирова 316 KB
  Теоретические основы нормирования труда на автотранспортных работах. Определение норм труда на автотранспортных работах аналитически-расчетным методом. Совершенствование системы оплаты труда водителя автотранспортного средства на ОАО Вятич. Теоретические основы оплаты труда.
1162. Усеченное испытание по плану NБT 141.5 KB
  Сведения об объёме отчёта, количестве иллюстраций, таблиц, приложений, количестве книг отчёта, количестве использованных источников. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования. Метод исследования и аппаратура.
1163. Технология деятельности автомобильной ремонтной мастерской 319 KB
  Характеристика хозяйства и его анализ производственной деятельности. Характеристика нефтехозяйства. Порядок отпуска и списание ГСМ. Режим рабочего дня. Штаты мастерской. Состояние трудовой дисциплины. Описание передового опыта по высокоэффективному использованию и технической эксплуатации тракторов и автомобилей в хозяйстве
1164. Проектирование здания промышленного корпуса 99.5 KB
  Технико-экономические показатели объемно-планировочного решения. Расчёт необходимого количества площадей и оборудования бытовых помещений.
1165. Создание бизнес-плана предприятия ООО Китиара по производству обувных изделий 82 KB
  В курсовом проекте был составлен бизнес-план общества с ограниченной ответственностью Китиара. Данный бизнес-план позволяет получить необходимые денежные средства для реализации проекта
1166. Аланское государство и история Северного кавказа 81.5 KB
  Гибель Хазарского каганата и образование Аланского государства. Появление новых кочевых народов на Северном Кавказе. Завоевание монголо-татарами Северного Кавказа. Начало формирования современных народов населяющих Северный Кавказ их социально-экономические отношения.