Автоматизация шлифовального процесса путем разработки автоматической системы управления регулируемым натягом

В производственных условиях интенсивный шум делает неразборчивыми речь и звуковые сигналы, что затрудняет общение между работающими, отрицательно влияет на их психику и нарушает условия безопасности труда. Вызываемое шумом утомление ослабляет внимание и замедляет психические реакции, что приводит к увеличению брака и травматизму. Шум высоких уровней снижает производительность труда на 15--20%.

Вибрация воспринимается организмом человека лишь при непосредственном контакте с вибрирующим телом. В зависимости от того, на какие части тела распространяются механические колебания, различают общую и местную (локальную) вибрацию.

Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится человек (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.). Наиболее опасна вибрация тела с частотой, совпадающей с собственной частотой внутренних органов (7--9 Гц), могущая привести к механическим повреждениям последних вследствие резонансных явлений.

Под действием вибрации как локальной, так и общей, наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы. Комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни. Больные вибрационной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость.

Шум и вибрация оказывают отрицательное воздействие также на сооружения, конструкции, механизмы. Так, интенсивный шум ускоряет коррозию металлов. Вибрация наносит еще больший вред, постепенно разрушая здания и другие сооружения, вызывая усталостные явления в деталях машин, особенно при возникновении резонанса, и приводя к их поломке. Вибрация в производственных помещениях, особенно в тех случаях, когда она передается прецизионному оборудованию, существенно затрудняет или даже делает невозможной обработку деталей по высоким классам точности и шероховатости.

4.3 Анализ вредного воздействия тех процесса на природу и разработка мероприятий по ее защите

4.3.1 Классификация и характеристика мероприятий по охране окружающей среды от промышленных загрязнений

Под методами охраны окружающей среды от загрязнения отходами производства понимают совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к минимуму или -- в идеале -- совершенно исключить выбросы в биосферу как материальных, так и энергетических загрязнений.

Рис.4.3

К числу пассивных относятся методы, использование которых не связано с непосредственным воздействием на источник загрязнения. Эти традиционно применяемые методы, носящие защитный характер, делятся, в свою очередь, на три подгруппы - рациональное размещение источников загрязнений, (как материальных, так и энергетических), локализацию загрязнений и очистку выбросов в биосферу. На нынешнем уровне развития технологии применение пассивных методов является основным средством борьбы с загрязнением окружающей среды.

Сущность активных методов заключается в совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов, оборудования и оснастки с целью максимального снижения массы, объема, концентрации материальных или уровня энергетических загрязнении всякого рода. Очевидно, что при таком подходе проблема устранения загрязнений решается радикально. Поэтому активным методам как более прогрессивным последние годы уделяется все большее внимание. Однако разработка и внедрение этих методов во многих случаях связаны с изменением существующей технологии производства.

Вопрос о рациональном размещении источников загрязнений (“защите расстоянием”) решается на различных уровнях (общегосударственным, региональном, местном) в зависимости от их масштаба (расположение территориально-производственных комплексов на территории страны, производственных объединений и отдельных предприятий в республике, области или городе, цехов внутри предприятия, оборудования внутри цеха), причем учитывается большое количество разных факторов (уровень производственных вредностей, рельеф местности, метеорологические условия, вопросы водоснабжения и канализации, населенность, планировка производственных зданий и кварталов жилой застройки, особенности применяемой технологии производства и т. д.).

Примером рационального размещения источников загрязнения может служить надлежащий выбор высоты дымовых труб, выбрасывающих в воздушный бассейн продукты сгорания, образующиеся при работе электростанций и котельных. При достаточно высокой дымовой трубе, загрязненный газ достигает приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы, когда содержащиеся в нем вредные вещества уже успеют рассеяться в атмосфере. Следует, однако, оговориться, что приведенный пример иллюстрирует возможность снижения уровня загрязнений воздушного бассейна в локальном или, в лучшем случае, региональном, но отнюдь не в глобальном масштабе, поскольку аккумулирующиеся в атмосфере вредные вещества рано или поздно опускаются в приземной слой атмосферы и на землю.

Для снижения уровней энергетических загрязнений применяются средства защиты, обеспечивающие их частичную локализацию. К ним относятся экранирование источников шума, электромагнитных полей и ионизирующих излучений, поглощение шума, демпфирование и динамическое гашение вибраций.

Более высокая степень локализации загрязнений может быть достигнута путем изоляции и герметизации их источников. Такая герметизация осуществляется с помощью специальных камер, кожухов, боксов и т. п., в которые заключается технологическое оборудование, выделяющее загрязняющие окружающую среду вещества или излучения. В качестве примера можно привести выполняемую в камере окраску изделии распылением. В литейном производстве снижению пылеобразования в значительной мере способствует герметизация вспомогательного оборудования, в частности применение закрытых вибрационных конвейеров и пневмотранспорта всасывающего типа для перемещения сыпучих пылящих материалов. Изоляция шумного оборудования позволяет намного снизить уровень шума.

4.3.2 Классификация отходов. Утилизация отходов производства

Как уже указывалось, в процессе машиностроительного производства образуются большие количества разнообразных отходов. Эти отходы можно разбить на две группы - основные и побочные.

Известные, в настоящее время, методы позволяют в принципе утилизировать практически все названные выше отходы производства, как основные, так и побочные (утилизация последних осуществляется преимущественно путем их регенерации и рекуперации, т. е. восстановления исходных свойств отработанных материалов или температуры теплоносителя для повторного использования в технологических процессах). К сожалению, далеко не все из этих методов сочетают в себе эффективность с экономичностью и универсальностью. Поэтому сейчас во всех технически. Несмотря на применение при обработке резанием различных методов стружколомания, значительная часть образующейся стружки имеет вьюнообразный характер и низкую насыпную массу -- от 0,15 до 0,60 т/м3. Не говоря уже о трудности транспортировки такой стружки, при переплаве ее в металлургических агрегатах увеличивается продолжительность плавки, а угар металла достигает 20%. Поэтому вьюнообразную стружку подвергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). Бузулукским заводом тяжелого машиностроения серийно выпускается стружкодробильный агрегат СДА-7

В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка содержит до 20% и более СОЖ (эмульсий, масел и т. п.). Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи.

Отделение влаги и СОЖ от стружки при обработке ее на центрифугах происходит под действием центробежных сил. На некоторых предприятиях (ЗИЛ, Воронежский механический завод и др.) созданы установки для промывки стружки в горячей воде или специальном щелочном растворе с последующей ее просушкой. Наиболее полно удаляется СОЖ из стружки при ее обжиге в нагревательных печах (чаще всего барабанного типа, изготовляемых на основе сушильных барабанов, выпускаемых Бердичевским заводом “Прогресс”).

Для приведения металлической стружки в компактное состояние применяется холодное и горячее брикетирование Рис.4.6 -- процесс уплотнения стружки под воздействием определенных механических нагрузок, при которых из стружки получают брикеты плотностью не менее 4000 кг/м3.

По форме брикет чаще всего представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,4--0,7.м Наибольшее распространение получил метод брикетирование стружки в холодном состоянии на специальных брикет прессах различных конструкций.

К достоинствам способа холодного брикетирования относятся сравнительно высокая производительность, возможность механизации процесса.

4.4 Выводы по разделу БЖД

В разделе безопасность жизнедеятельности проведен анализ опасных и вредных факторов, возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих при механической обработке на шлифовальном станке, а также проведен расчет уровня шума станка. Рассмотрены основные требования к мерам безопасности и безвредности работы на месте наладчика оператора. Разработаны меры безопасности при эксплуатации станка. Проведена экологическая оценка тех процесса и предложены меры по сбору и утилизации отходов методом холодного брикетирования.

5. Организационно-экономический раздел

5.1 Разработка бизнес-плана организации специализированной фирмы по разработке программного продукта для автоматизации металлорежущего оборудования

Цель автоматизации шлифовального процесса путем разработки автоматической системы управления параметров станка является - повышение производительности станка, получение деталей лучшего качества и увеличение срока службы дорогостоящих подшипниковых узлов станка. С помощью применения этой автоматизации отпадет надобность в дополнительных манипуляциях механического регулирования, что приведет к увеличению производительности труда.

Бизнес-план занимает одно из важнейших мест в планировании работы предприятия. Зарубежные бизнесмены давно осознали, что без бизнес-плана нельзя начинать сколько-нибудь стоящее коммерческое мероприятие. Американский опыт становления малого бизнеса свидетельствует, что если вы начинаете собственное дело без бизнес-плана, то, в скором времени станете банкротом. Больше того, как показывает мировая практика, бизнес-план нужен всем: и тем, у кого вы собираетесь просить деньги на реализацию своего проекта (банкирам и инвесторам), и вашим сотрудникам, желающим знать свои перспективы и четче понять свои задачи, а главное - вам самому, чтобы тщательно проанализировать свои идеи, проверить их на реалистичность.

Цель бизнес-плана - смоделировать вашу будущую деятельность, доказать ее экономическую целесообразность и эффективность, возможность возврата в договорные сроки взятых взаймы средств, определение опасных мест в бизнесе и мероприятий по профилактике риска, чтобы во время работы над ним еще раз все проанализировать и понять, хватит ли у него средств и сил для продолжения задуманного плана. Но личное участие руководителя в работе не означает, что над бизнес-планом будут работать лишь сотрудники данного предприятия. Наоборот, все больше привлекаются к работе консультанты со стороны, что позволяет рассматривать проделанную работу независимым взглядом. Только объединив все усилия сотрудников, консультантов и руководителя можно достичь поставленных целей и составить грамотный, а главное "жизнеспособный" бизнес-план, позволяющий достичь поставленных перед предприятием задач.

Бизнес план имеет стандартную форму, включающую в себя 11 разделов, составляется на 3-5 лет вперед

Разделы бизнес-плана:

1) Резюме.

2) Наш продукт или вид услуг.

3) Оценка рынка сбыта.

4) Конкуренция.

5) Стратегия маркетинга.

6) План производства.

7) Организационный план.

8) Юридический план.

9) Финансовый план.

10) Оценка риска и страхование.

11) Стратегия финансирования.

5.2 Резюме

Есть небольшое количество средних и больших по размерам фирм занимающихся разработкой и производством металлообрабатывающего оборудования для них, в первую очередь, и направлен данный продукт.

Предполагается автоматизировать часть процесса обработки детали типа кольцо ступенчатое. Ступенчатое кольцо крепится к валу ротора электрических машин для стопорения и регулировки подшипника.

Это позволяет:

-снизить трудоемкость обработки

-снизить себестоимость обработки

-сократить время обработки и обслуживания.

Ожидаемый частный годовой экономический эффект от автоматизации шлифовального процесса путем разработки автоматической системы управления параметров станка является снижение затрат на обработку детали типа кольцо ступенчатое при годовой программе выпуска 1000 ед.

5.3 Наш продукт

Обрабатываемая деталь - ступенчатое кольцо, применяемое в электрических машинах, а именно в их подшипниковых узлах. Кольцо крепится на валу ротора и выполняет задачу стопорение подшипников качения, являющихся опорой вала. Кольцо препятствует прокручиванию и движению подшипников что позволяет регулировать жесткость их посадки. Годовая программа выпуска 1000 ед.

5.4 Оценка рынка сбыта

Покупателями данного вида продукции являются производители двигателей, как постоянного, так и переменного тока, поскольку в любых моделях двигателей используются подшипники качения. Отличительными чертами предлагаемой продукции являются качество и точность сопрягаемых поверхностей.

В связи с тем, что электрические машины работают на больших скоростях, подшипники воспринимают большие нагрузки, что может привести к их заклиниванию и выходу из строя подшипникового узла в целом. При этом работоспособный (по электрическим и энергетическим показателям) узел подлежит дорогостоящему ремонту по замене узлов. Наш продукт снижает риск заклинивания и выхода из строя путем точного и жесткого фиксирования подшипников на посадочных местах. Качество же сопрягаемых поверхностей позволит не только обеспечивать большую площадь контакта, но и производить улучшенный тепло отвод от узлов подверженных нагреву от трения.

Благодаря этим качествам наш продукт может быть востребован среди производителей и может войти в стандартную комплектацию силовых электрических машин.

5.5 Конкуренция

В настоящий момент производство детали осуществляется по следующему производственному процессу см. табл.5.1. (указанны только автоматизируемые в дальнейшем операции).

Таблица 5.1

5.6 Стратегия маркетинга

Общеизвестно, двигателем торговли является реклама. Средства массовой информации предоставляют широчайшие возможности для доведения информации о производимом продукте до потенциальных покупателей. Рекламу своей продукции фирмы осуществляют путем выпуска рекламных проспектов. Реклама данного вида продукции может осуществляться на различных конференциях и специализированных выставках. На начальном этапе информация о продукции будет распространяться среди постоянных заказчиков. Предоставление пробной партии изделий производителям силовых машин, так же будет способствовать распространению новой технологии. В настоящий момент новые интернет технологии позволяют максимально расширить рынок сбыта.

5.7 Планирование производства

Данное изделие будет выпускаться на производственных площадях, арендуемых фирмой у “Рязанского завода счетно-аналитических машин” с использованием ресурсов от проверенных поставщиков этих заводов. Сотрудничество с заводом позволяет не только использовать его площади, но и обращаться к его поставщикам. Это обеспечивает уменьшение транспортных расходов, на доставку материалов и комплектующих. В последствии при возможной кооперации с производителями высокоточного оборудования возможно как перенесения части производства на территорию завода - потребителя нашей продукции, так и производство необходимых блоков для выпускаемой ими техники, что потребует расширения производства и увеличения мощности. Возможность работы с высококвалифицированными специалистами этого предприятия повысит качество продукции.

Все эти параметры благотворно скажутся на цене изделия.

5.8 Организационное планирование

Для изготовления данной продукции ранее необходимы бы были следующие специалисты:

1. инженеры

2. младший обслуживающий персонал;

3. конструктора;

4. основные и вспомогательные рабочие.

Персонал, необходимый для реализации плана производства состоит из одного человека (см. табл. 5.2.):

Таблица 5.2.

Предлагаемый персонал будет наниматься с требованием о высшем образовании ко всем работающим, высокой квалификации, и стажем работы не менее года с точной техникой. Возрастные рамки не накладываются, требования только к профессионализму.

5.9 Юридическое планирование

В качестве изготовителя привлекается акционерное общество. Для данного предприятия выбрана частная форма собственности, а симбиоз с государственным предприятием позволит освоиться и укрепиться на рынке технологий и это обеспечит максимальный контроль средств начального капитала. Возможное дальнейшее слияние с крупными предприятиями - партнерами позволит освоиться и укрепиться на рынке высоких технологий в России.

5.10 Финансовое планирование

Финансовое планирование рассчитывается с помощью статей расходов калькуляции. Расчет технологической себестоимости ведется по базовому и проектному вариантам обработки кольца. Определение стоимости внедрения в производство детали с вложенной в нее новой технологией включает в себя следующие расходы:

· заработная плата исполнителей;

· отчисления во внебюджетные фонды;

· стоимость расходных материалов;

· стоимость использования и обслуживания оборудования;

· накладные расходы;

· прочие расходы.

В статью “заработная плата исполнителей” относим заработную плату работников, непосредственно участвующих в производстве см. табл. 5.2.

Затраты по статье “отчисления во внебюджетные фонды” составляют 40% (от основной З/П + дополнительная З/П):

Свф=19000*0,4=7600 руб.

Затраты на сырье и основные материалы включают в себя 10-20% (+транспортные расходы) от заработной платы основных производственных рабочих, и включает расходы на закупку стальных труб-заготовок.

Ссо=19000*0.2=3800 руб.

Полуфабрикаты, комплектующие и покупные изделия составляют также 10-20% и состоят из инструментальной оснастки и средств производства.

Спк=19000*0.2=4560 руб.

Топливо и энергия идут на обеспечение работы и оборудования.

Стэ=19000*0.1=1900 руб.

Статья “На содержание, эксплуатацию оборудования” связана с амортизацией оборудования, с текущим ремонтом станков, с затратами на вспомогательные материалы для поддержания их работопригодности и составляют:

Сэо=19000*0.05=950 руб.

На статью “накладные расходы” относят расходы, связанные с управлением и организацией работ.

Снр=Зисп*К, (5.1)

где

Снр - накладные расходы, (руб.);

Зисп - зарплата исполнителей, (руб.);

К - коэффициент учета накладных расходов, К=0.8.

Снр=19000*0,8=15200 руб.

Общезаводские расходы пойдут на обеспечение удобства работы, а также на упаковку готовой продукции, оплату труда цехового персонала (начальник цеха, экономист, нормировщик, технолог, бригадиры, вспомогательные рабочие, уборщица):

· все затраты на вспомогательный материал, идущий на ремонт цеха;

· затраты на амортизацию помещения цеха;

· затраты на энергию;

· затраты на тепло-водоснабжение;

· затраты на почтово-телеграфные расходы;

· затраты на телефонные расходы;

· затраты на командировки;

· затраты связанные с техникой безопасности и т. д.

· дополнительная З/П цехового персонала и вспомогательных рабочих;

· отчисление на социальные нужды.

Сор=19000*0.02=380 руб.

На статью “прочие расходы” относят затраты на машинное время станков:

Спр= Сэо *0.1=95 руб.

Результаты расчетов сводятся в таблице 5.3.

Таблица 5.3.

Метод определения цены заключается в начислении наценки на издержки с учетом нормы рентабельности реализации изделия:

Ц=1.2* Сраз. / N мес, (5.2)

где

N мес.- штук в месяц

Ц=1.2*53485/84=773 руб.

Базовый вариант

Базовый состав исполнителей и их заработная плата

Таблица 5.4.

Затраты по статье “отчисления во внебюджетные фонды” составляют 40% (от основной З/П + дополнительная З/П):

Свф=23500*0,4=9400 руб.

Затраты на сырье и основные материалы включают в себя 10-20% (+транспортные расходы) от заработной платы основных производственных рабочих, и включает расходы на закупку стальных труб-заготовок.

Ссо=23500*0.2=4700 руб.

Полуфабрикаты, комплектующие и покупные изделия составляют также 10-20% и состоят из инструментальной оснастки и средств производства.

Спк=23500*0.2=4660 руб.

Топливо и энергия идут на обеспечение работы и оборудования.

Стэ=23500*0.1=2350 руб.

Статья “На содержание, эксплуатацию оборудования” связана с амортизацией оборудования, с текущим ремонтом станков, с затратами на вспомогательные материалы для поддержания их работопригодности и составляют:

Сэо=23500*0.05=1175 руб.

На статью “накладные расходы” относят расходы, связанные с управлением и организацией работ.

Снр=Зисп*К, (5.3)

где

Снр - накладные расходы, (руб.);

Зисп - зарплата исполнителей, (руб.);

К - коэффициент учета накладных расходов, К=0.8

Снр=23500*0,8=18800 руб.

Общезаводские расходы пойдут на обеспечение удобства работы, а также на упаковку готовой продукции, оплату труда цехового персонала (начальник цеха, экономист, нормировщик, технолог, бригадиры, вспомогательные рабочие, уборщица);

Сор=23500*0.02=470 руб.

На статью “прочие расходы” относят затраты на машинное время станков:

Спр= Сэо *0.1=95 руб.

Результаты расчетов сводятся в таблице 5.5.

Таблица 5.5. Калькуляция себестоимости производства

Отсюда величина переменных затрат на выпуск единицы продукции составляет:

Зперем/ед=458280/1000=458.28 руб.

Таблица 5.7. Постоянные затраты

На основании этих данных вычисляем критический объем выпуска:

P*Q= Зпост. + Зперем/ед*Q, (5.4)

773*Q=183540+458.28*Q

Q=582.6 единиц продукции в год. То есть примерно 40% от предполагаемого выпуска. Построим график безубыточности:

Постоянные затраты: FC=183540 руб.

Переменные затраты: VC=458280 руб.

TC=183540+458*Q -себестоимость.

TR=773*Q - прибыль.

5.11 Оценка риска и страхование

В связи с тем, что будущее производство будет проходить на территории уже функционирующих производств завода Красный Пролетарий с использованием ресурсов от поставщиков этих заводов, риск о возможных проблемах с поставками - минимален. Оборудование предполагается застраховать в “ИНГОССТРАХЕ”, который предоставляет определенные скидки на свои услуги развивающимся частным предприятиям. Риски, связанные с опасностью от пожара и других чрезвычайных ситуаций, предусматривается компенсировать страховкой оборудования и здоровья персонала.

· пожары по любой причине;

· залив, взрыв, стихийное бедствие;

· умышленное противоправное уничтожение или повреждение третьими лицами, падение летательных аппаратов и их частей

· изменение международных цен и т.д.

Была выбрана комплексная программа страхования, что позволило получить 40% скидку и дополнительные льготы.

5.12 Стратегия финансирования

Фирма берет кредит в “Московском Индустриальном Банке”, под залог имущества. Срок кредита составляет 5 лет, а процентная ставка 28% годовых.

Для реализации данного проекта необходимы денежные средства в сумме 30000 рублей, источник этой суммы - льготный кредит от коммерческого банка.

Срок полного возврата вложенных средств с учетом банковской кредитной ставки - 24 месяца.

Получаемый доход планируется направить на дальнейшие разработки, а также на обновление информации в существующем программном обеспечении.

5.13 Расчет годового экономического эффекта

Годовой экономический эффект определяется по формуле

(5.5)

где

Эг - годовой экономический эффект (руб.)

Цб, Цпр - цена ед. изделия (руб.)

Вб,Впр - производительность по базовому и предлагаемому вариантам

Рб,Рпр - величина обратная сроку службы по базовому и предлагаемому вариантам.(лет)

Иб,Ипр -эксплуатационные расходы по базовому и предлагаемому вариантам.(руб.)

Кб,Кпр -капитальные вложения.

Ен - нормативный коэффициент эффективности кап. вложений.(=0.25)

Nг - годовой выпуск деталей.

Себестоимость обработки по обоим вариантам равна:

Сраз.баз. = 80700 руб.

Сраз. пр.. = 53485 руб.

Эг= (((1150*250):15.25)-773)*1000=18 млн. руб.

Данный частный годовой экономический эффект полученный в результате автоматизации процесса обработки “кольца” показывает, что внедрение автоматизации позволило сократить расходы на производство детали, увеличить скорость окупаемости производства (на седьмом месяце пойдет процесс получения прибыли), сократить количество основных рабочих на производстве за счет более профессиональных. А также получение годового эффекта, при полной загрузке оборудования, в размере до 18 млн. руб.

Список использованных источников

1. В.А. Лизогуб “Проектирование шпиндельных узлов, направляющих и механизмов подач металлорежущих станков и станочных комплексов” М., МИП, 1992г.

2. “Металлорежущие станки”- методическое указание по курсовому проектированию. Альбом чертежей для студентов специальности 0501 М. ВЗМИ 1984г.

3. В.А. Лабунцов “Энергетическая электроника” М. “Энергоатом издат” 1987г.

4. В.В. Москаленко “Энергетический привод”. М. “Высшая школа”1991г.

5. В.А. Лизогуб “Несущие системы и шпиндельные узлы” пособие М., ВЗМИ, 1977г

6. Е.А. Чернов, В.П. Кузьмин “Комплектные электроприводы станков с ЧПУ”, Горький, “Волго-Вятское издательство”, 1989г

7. В.Н. Степанов, В.Ч. Полещук “Электрические машины технических систем” уч. пособие М. 1995г.

8. В.Н. Цыпленков “Выбор электропривода технических систем” уч. пособие, М., 1995г.

9. Ю.В. Новиков, О.А. Калашников “Разработка устройств сопряжения”, М., “Эком”, 2000г.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7