Дифференцированная сборка предполагает расчленение сборочно-монтажных работ на ряд последовательных простых операций. Это позволяет легче механизировать и автоматизировать работы, использовать рабочих низкой квалификации. Сборка по принципу дифференциации операций эффективна в условиях серийного и массового производства. Однако чрезмерное дробление операций приводит к возрастанию потерь вспомогательного времени на транспортировку, увеличению производственных площадей, повышению утомляемости рабочих при выполнении несложных однообразных действий. Поэтому в каждом конкретном случае должна быть определена технико-экономическая целесообразность степени дифференциации сборочных и монтажных работ.
Так как сборочные работы неоднородны, то их следует разделять. Обычно механические сборочные работы выполняются раньше. В тех случаях, когда полное окончание этих сборочных работ затрудняет доступ к узлам и деталям для выполнения электрического соединения, допускается чередование работ по механическому и электрическому соединению.
При детальном проектировании операций сборки уточняют их намеченное ранее содержание, определяют последовательность переходов во времени, схемы установки и закрепления базового элемента, выявляют условия выполнения соединений, выбирают оборудование, оснастку и инструмент, устанавливают режимы работы оборудования, определяют нормы времени на операции.
Задачей технолога при проектировании сборочных операций является сокращение штучного времени. Это достигается применением высокопроизводительного оборудования, инструмента и приспособлений с быстродействующими установочно-зажимными устройствами. Хорошие результаты дают механизированные сборочные инструменты (винто- и гайковерты, переносные устройства для запрессовки и т.д.), В крупносерийном и массовом производстве широко применяются сборочные автоматы и полуавтоматы, автоматические линии.
Последовательность выполнения операций технологического процесса:
1) Комплектовочная стадия.
На это стадии происходит получение деталей и материалов согласно комплектовочной ведомости или сводной спецификации (в нашем случае на печатный узел)
2) Входной контроль.
Входной контроль позволяет обнаружить возможные неисправности на ранней стадии процесса изготовления устройства. Входной контроль производит проверку комплектации на отсутствие межанических повреждений, сколов, трещин, наличие клейма ОТК на ЭРЭ и так далее.
) Подготовка радиоэлементов
При необходимости, ЭРЭ правятся вручную при помощи пинцетов и плоскогубцев. Производится лужение выводов в тигле, при температуре 240-260 градусов Цельсия. Полупроводниковые электрорадиоэлементы лудят с теплоотводом.
) Сборка
В процессе сборки производится формовка выводов ЭРЭ, установка ЭРЭ на ПП согласно чертежу.
) Монтаж
Производится электрическое соединеие ЭРЭ на печатной плате посредством пайки.
) Промывка
Производится промывка платы с ЭРЭ на виброустановке в спирто-нефрасовой смеси.
) Маркировка
Маркировка выполняется эмалью ЭП-527 черной.
) Контроль
Производится визуальный контроль установки ЭРЭ в соответствии со сборочным чертежом.
) Электропрозвонка
Плата прозванивается согласно схеме электрической принципиальной.
) Регулировка
Производится регулировка яркости индикатора HG1 с помощью потенциометра R2.
) Выходной контроль
Плата проверяется по параметрам и укладывается в цеховую тару.
Технологический процесс на универсальный тахометр выполнен на стандартных
бланках.
4. Расчетная часть
.1 Электрический расчет
Для электрического расчета был выбран участок принципиальной схемы
устройства
Рисунок 17
Для стробоскопа был выбран светодиод Luxeon white LED 1W, его характеристики приведены ниже:
Электрические характеристики при токе 350 мА, температуре 25 градусов Цельсия.
Прямое напряжение:
Минимальное - 2,79В
Среднее - 3,42В
Максимальное - 3,99В
Динамическое сопротивление - 1 Ом
Таким образом, Uпр = 3,42В, Imax = 350 мА
Определяем величину ограничения резистора R10.
Для увеличения надежности и уменьшения нагрева светодиода принимается
заданный рабочий ток 250 мА.
Где Uпит - напряжение питания
ДUhl - прямое напряжение светодиода HL1
ДUvt - напряжение насыщения VT1пр - прямой ток HL1
Исходные данные:пит = 12В
ДUhl = 3,42В
ДUvt = 0,8Впр = 0,25 А
![]()
Ом
Выберем ближайший номинал R10 - 33 Ом
Определяем мощность R10
=
(I2*R)/Q
Где: I - ток через резистор- сопротивление- скважность
Реальная мощность, выделяемая на резисторе R10 будет в Q раз меньше, где Q - скважность которая учитывает время горения светодиода в течение периода. При минимальной измеряемой скорости (166 об/мин) время горения светодиода будет равно 6,5 миллисекунд. Чтобы устранить размытость изображения, время включения HL1 уменьшается пропорционально росту скорости и составляет 32 микросекунды при скорости 5200 оборотов в минуту.
Определяем минимальную скорость вращения в секунду:
l
= Vmin / 60 = 166/60 = 2,7 об/сек
Определяем скважность.
= Tповт / t имп
Где: Тповт - период повторенияимп - период импульса (6,5 миллисекунд)
Следовательно,10 = (0,252 * 33) / 0,25 = 0,056 Вт
Для увеличения надежности выберем мощность резистора R10 - 1 Вт, потому что резисторы мощностью 0,125 - 0,25 Вт могут не обеспечить требуемой надежности при импульсном токе 250 мА.
В качестве ключа для управления HL1 выберем n-p-n транзистор КТ630Е
Характеристики транзистора КТ630Е:коллектор-эмиттер максимальное - 60Вколлектора среднее - 1Аколлектора импульсное - 2А
Статический коэффицьент усиления в - 160- 480
Определим Iб VT1, необходимый для гарантированного насыщения
Iб
= ![]()
= ![]()
= 0,018
А
К - коэффицьент запаса для гарантированного насыщения транзистора в условиях изменения окружающей среды.
К = 1,1; 1,2; 1,3; 1,4.
Определим напряжение на резисторах R6, R7.
В схеме используется микроконтроллер PIC16f86, к которому и подключены резисторы R6 и R7. Напряжение единицы на сигнальных выводах микроконтроллера равно 5В.
Исходные
данные:DD1 = 5В бэ = 1В6,7 = ![]()
= 200 Ом
Исходя из расчета выбраны резисторы С2-23 220Ом.
Определим
мощность R6, R7.R6,7 = ![]()
= 0,00125
Вт
4.2 Конструкторский расчет
Расчет площади печатной платы
Расчет площади печатной платы необходим для определения минимального размера печатной платы, это позволяет получить представление о её параметрах еще до начала разработки.
раб min = 2,5*Sмг+1,8*Sсг +1,2*Sкр
раб min =2,5 * 86 + 1,8 * 197 + 1,2 * 909 = 1660,4 (мм2)
Sмг - суммарная установочная площадь для малогабаритных элементов;сг - суммарная установочная площадь для среднегабаритных элементов;раб - площадь разработанной печатной платы.
Sраб = 142* 78,5 = 11147 (мм2)
Выполняется неравенство:
1660,4 <11147
Таблица
4.1
Группа
Наименование элементов
Позиционное обозначение
Габаритные размеры, мм3
Вариант установки на плате
Установочная площадь, мм2
Установочная площадь группы элементов, мм2
Малогабаритные элементы
Резистор
R1,R3,R4,R5,R6,R7,R8
2 * 4 * 2
1а
56
86
Конденсатор
С2,С5
1 * 2 * 1
1а
4
Конденсатор
С1,С6,С7,С8
d 2,5 * 4
2г
20
Диод
VD1,VD2
1 * 3
1а
6
Среднегабаритные элементы
Конденсатор
С3
d 3 * 5
2г
6
197
Конденсатор
С9
2 * 3 * 2
1а
6
Микросхема
DD1
5 * 22 * 7
6a
110
Транзистор
VT1
d 5 * 7
2г
10
Разъем
X1
5 * 8 * 5
По чертежу
40
Потенциометр
R8
7 * 5 * 4
2г
35
Крупногабаритные элементы
Микросхема
DA1
15 * 8 * 5
По чертежу
120
909
Разъем
X2,X3
7 * 9 * 7
По чертежу
126
Разъем
Х4
4*15*10
По чертежу
60
Конденсатор
С10
d 10 * 14
5в
140
Резистор
R10
10 * 17*8
1a
170
Потенциометр
R2
17*13*30
По чертежу
221
Кнопка
SA1-SA3
d 12 * 17,5
1a
72
.3 Конструктивно-технологический расчет печатного монтажа
Выбор метода изготовления и класса точности печатной платы.
Выбор осуществляется по рекомендациям ОСТ 4.10.022-85. Исходя из того,
что плата двухсторонняя (ДПП) с металлизацией отверстий, то выбираем
комбинированный метод, а класс точности 4.
Конструктивные ограничения для печатных плат четвертого класса точности
указаны в таблице 4.3.
Таблица
4.2
Минимальное значение номинальной ширины проводника b, мм
0,15
Номинальное расстояние между проводниками S, мм
0,15
Отношение диаметра отверстия к толщине платы г
≥0,33
Допуск на отверстие Дd, мм, без металлизации, при Ш ≤1
мм
±0,05
Допуск на отверстие Дd, мм, без металлизации, при Ш >1
мм
±0,10
Допуск на отверстие Дd, мм, с металлизацией, при Ш ≤1
мм
+0,05 -0,10
Допуск на отверстие Дd, мм, с металлизацией, при Ш >1 мм
+0,10 -0,15
Допуск на ширину проводника ∆b, мм, без покрытия
±0,03
Допуск на ширину проводника ∆b, мм, с покрытием
±0,05
Допуск на расположение отверстий dd, мм, при размере платы менее 180
мм
0,05
Допуск на расположение отверстий dd, мм, при размере платы от 180 мм
до 360 мм
0,08
Допуск на расположение отверстий dd, мм при размере платы более 360
мм
0,10
Допуск на расположение контактных площадок dр, мм, на ОПП и ДПП при размере
платы менее 180 мм
0,15
Допуск на расположение контактных площадок dр, мм, на ОПП и ДПП при размере
платы от 180 мм до 360 мм
0,20
Допуск на расположение контактных площадок dр, мм, на ОПП и ДПП при размере
платы более 360 мм
0,25
Допуск на расположение проводников на ОПП и ДПП dl, мм
0,03
Расстояние от края просверленного отверстия до края
контактной площадки bм, мм
0,025
4.4 Определение минимальной ширины печатного проводника
Определяем минимальную ширину bmin I, мм, печатного проводника
по постоянному току для цепей питания и шин заземления по формуле:
min I = Imax / I доп hф,
где Imax - максимальный постоянный ток в проводниках, мА
(задается в ТЗ, либо определяется из конструктивного анализа работы
принципиальной схемы изделия);доп - допустимая плотность тока, мА/мм2
(выбирается по таблице 4.3);ф - толщина печатного проводника
(толщина фольги печатной платы), мм.
Таблица 4.3
Метод изготовления
Толщина фольги
Допустимая плотность тока
Удельное сопротивление
Комбинированный
0,035мм
75 А/мм2
0,0175 мм2/м
min I = 3/75000*0,035 = 0,0014 мм
Определяем минимальную ширину b min U, мм, печатного
проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем, по формуле:
min U = с Imax l / hф U доп,
где с - удельное сопротивление, Ом мм 2 / м (таблица 4.2);-
длина печатного проводника, м; доп - допустимое падение напряжения,
В, определяемое из анализа работы электрической схемы (не должно превышать 5%
от питающего напряжения и быть не более запаса помехоустойчивости). min U
= 0,0175*3*0,0128/0,018*0,25 = 0,149 мм
Минимальная ширина печатных проводников определяется по формуле:
min = b+1,5 hф + (0,03...0,08),
bmin = 0,15 + 1,5*0,018 + 0,03 = 0,207 мм
Максимальная ширина печатного проводника bmax, мм,
определяется по формуле:
bmax = 0,207 + 0,02 = 0,227
4.5 Определение диаметров монтажных отверстий
Определяем номинальное значение диаметров d, мм монтажных отверстий по
формуле:
= dэ + |∆dн.о.| + r,
где dэ - максимальный диаметр вывода элемента, устанавливаемого на плату,
мм;
∆d н.о. - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра
монтажного отверстия, мм; - разница между минимальным диаметром отверстия и
максимальным диаметром вывода элемента, мм (выбирают по рекомендациям
ОСТ 4.070.010-78 «Платы печатные под автоматическую установку элементов.
Конструкция и основные размеры» в пределах 0,1…0,4 мм).
Рассчитанное значение d
округляют до ближайшего большего значения из ряда: 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1;
1,2; 1,3; 1,4; 1,5… = 0,5 + 0,1 + 0,2 = 0,8
Проверяем наименьшее значение диаметра монтажного отверстия на
соответствие конструктивному ограничению
≥ dmin
= H Ч г
где Н - толщина печатной
платы, мм;
г - конструктивное
ограничение, связанное с рассеивающей способностью электролитов, используемых
при гальванической металлизации монтажных и переходных отверстий; min
- минимальный диаметр переходного отверстия.
0,8 ≥ 0,75 = 1,5*0,5
4.6 Определение диаметра контактных площадок
Минимальный диаметр контактной площадки определяется по формуле:
D min = D1 min +1,5 hф
+ 0,05,
где D1 min - минимальный эффективный диаметр контактной
площадки, мм.
Минимальный эффективный диаметр D1 min, мм, контактной
площадки определяется по формуле :
1 min = 2 (bм + dmax / 2 + дd
+ др),
где bм - расстояние от края просверленного отверстия до края
контактной площадки (таблица 1),
дd, др - допуски на расположение отверстий и контактных площадок (таблица
1).
dmax - максимальный диаметр просверленного отверстия, мм,
определяется по формуле:
max = d+∆d+(0,1...0,15),
где ∆d - допуск на
отверстие (таблица 4.1).
dmax = 0,8 + 0,1 +0,1 = 11 min = 2(0,025 + 1/ 2 +
0,05 + 0,15) = 1,45min = 1,45 + 1,5*0,018 + 0,05 = 1,53
Максимальный диаметр контактной площадки Dmax, мм,
определяется по формуле:
max = Dmin+(0,02...0,06)
max = 1,53 + 0,02 = 1,55
4.7 Определение минимального расстояния между элементами проводящего
рисунка
Минимальные расстояния между проводником и контактной площадкой
определяется по формуле:
1 min = L0 - [(Dmax / 2 + др) + (bmax / 2 +
дl)],
где дl - допуск на расположение проводников (таблица 1);0 -
расстояние между центрами элементов рисунка на чертеже, мм. 1 min =
1,27 - [(1,55/2+0,15)+(0,227/2+0,03)] = 0,2
Минимальные расстояния между двумя контактными площадками определяется по
формуле:
2 min = L0 - (Dmax + 2 др)
2 min = 1,7 - (1,5 + 2*0,03) = 0,14
Минимальные расстояния между двумя проводниками определяется по формуле:
S3 min = L0 - (bmax + 2 дl)]
3 min = 0,9 - (0,227 + 2 * 0,03) = 0,61
Минимальные расстояния между центрами двух контактных площадок при
прокладке между ними N печатных проводников определяется по формуле:
S4 min = 0,5D1max +0,5D2max+2др+(bmax+дl)N+S(N+1),
Минимальные расстояния центра отверстия от края платы для прокладки N
печатных проводников между контактной площадкой отверстия и краем платы
определяется по формуле:
5 min=0,5 Dmax + др + (S + bmax
+ дl) N + Sоп,
где Sоп - минимальное расстояние от края платы до печатного
проводника (для печатной платы толщиной менее 1 мм расстояние Sоп ≥
1мм, для печатной платы с толщиной более 1 мм расстояние Sоп должно
быть более толщины платы).
S5 min= 0,5*1,5 + 0,15 + (0,15 +0,227 + 0,03)*1+1,1 = 2,4
Минимальные расстояния между контактной площадкой металлизированного
отверстия и контактной площадкой под планарный вывод элемента для прокладки N
печатных проводников между ними определяется по формуле:
6 min=0,5Dmax+др+Sпл+(bmax+дl)N+S(N+1),
где Sпл - расстояние от края контактной площадки под планарный
вывод до ближайшей линии координатной сетки, мм.
S6 min = 0,5 * 1,5 + 0,15 +1,2+ (0,227 + 0,03)*1+ 0,15*(1+1) =
2,66
Минимальные расстояния для прокладки N печатных проводников между
контактными площадками под планарные выводы определяется по формуле:
S7 min = 2 Sпл + (bmax
+ дl) N + S (N + 1)
7 min = 2*1,2+(0,227 + 0,03)*1+1*(1+1) = 4,66
.8 Расчет надежности
Универсальный тахометр рассчитан на работу в лабораторных условиях,
описанных в ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000.
Исходные данные:
условия эксплуатации - лабораторные
температура окружающей среды - +20 єС);
влажность - нормальная;
атмосферное давление соответствует высоте над уровнем моря 0 - 1 км;
поправочные коэффициенты: К1- учитывающий воздействия вибраций, равен
1,04;
К2 - учитывающий ударные нагрузки, равен 1,03;
К3 - учитывающий воздействие влажности и температуры, равен 1;
К4 - учитывающий воздействие давления окружающий среды, равен 1.
Поправочный коэффициент, учитывающий коэффициент нагрузки и рабочей
температуры элементов:
резисторов - 0,5;
конденсаторов - 0,7;
резонаторов - 1;
операционных усилителей - 1;
соединения пайкой - 1.
Интенсивность отказов элементов с учетом условий эксплуатации
определяется по формуле:
лj =лoj*Кj,
где Кj - поправочный коэффициент;
лoj - интенсивность отказов элементов в номинальном режиме.
Кj = К1*К2*К3*К4
Кj = 1,04*1,03*1*1 = 1,07
Определим интенсивность отказа для резисторов:
лj = 0,071*1,07 = 0,076
Интенсивность отказов элементов в рабочем режиме определяется по формуле:
лjр =лj*бj,
где лj - интенсивность отказов элементов, с учетом условий
эксплуатации;
бj - поправочный коэффициент, учитывающий
коэффициенты нагрузки и рабочей температуры элементов.
лjр = 0,076*0,5 = 0,038
Расчеты для остальных элементов сведем в таблицу 3.
Интенсивность отказов прибора определяется по формуле:
л = ∑ лjр * Nj;
где ∑ лjр - сумма интенсивностей отказов
группы элементов;
Nj - количество элементов в группе.
Среднее время наработки до отказа определяется по формуле:
Тср = 1/л;
где л - интенсивность отказов прибора.
Расчеты сведем в таблицу 4.3.
Таблица
4.3
Порядковый номер группы элементов
Наименование элементов
Количество элементов
Поправочные коэффициент
Интенсивность отказов лЧ10^-6 1/час
Элементов в номинальном режиме
Элементов с учетом условий эксплуатации
Элементов в рабочем режиме
Группы элементов в рабочем режиме
J
Nj
бi
лoj
лj
лjp
лjp* Nj
1
Резистор
10
0,5
0,071
0,076
0,038
0,38
2
Конденсатор
10
0,7
0,019
0,02
0,014
0,14
3
Резонатор
1
1
0,5
0,535
0,6
0,6
4
Микросхема
2
1
0,3
0,321
0,3
0,6
5
Диод
2
0,5
0,1
0,107
0,0535
0,107
6
Транзистор
1
0,8
0,07
0,074
0,0592
0,0592
7
Индикатор
1
1
0,9
0,963
0,963
0,963
8
Кнопка
3 0,04
0,042
0,021
0,063
9
Разъем
4
0,5
0,05
0,535
0,2675
0,0633
10
Соединение пайкой
105
1
0,01
0,011
0,011
1,155
Интенсивность отказов, час
0,0000041305
Среднее время наработки до отказа Тср, час
242101
Расчет вероятности безотказной работы Р(t) проводится по формуле
Р(t) = e - Л t,
либо, если Л Ч t ≤ 0,1, по приближенной формуле
Р(t) = 1 - Л Ч t .
Расчет вероятности отказов Q(t) проводится по формуле
(t) = 1 - Р(t).
Таблица
4.4
Время работы t час
1
10
100
1000
100000
1000000
Вероятность безотказной работы
0,9999958695
0,999958695
0,99958695
0,9958695
0,958695
0,58695
Вероятность отказа
0,0000041305
0,000041305
0,00041305
0,0041305
0,958695
0,41305
График зависимости P(t) и Q(t) представлен на диаграмме 1.
Диаграмма
1 График зависимости P(t) и Q(t)
5. Производственные и экономические расчеты
Исходные данные
Тип производства - серийное производство.
Режим работы - 2 смены
Коэффициент выполнения норм выработки 5.1
Таблица 5.1 Технологический процесс
Наименование операция
Оборудование
Разряд работ
Норма штучного времени, мин
Комплектовочная Входной контроль Подготовительная Сборка
Монтаж Промывка Маркировка Контроль Электропрозвонка Регулировка Выходной
контроль
Стол контролера Стол контролера Стол сборщика Стол сборщика
Стол сборщика Стол сборщика Стол маркировщика Стол контролера Стол
регулировщика Стол регулировщика Стол контролера
3 3 2 3 4 2 3 3 2 3 3
5,4 6 7,8 10 9,6 4 10,5 3,8 5 2 5
ИТОГО
-
69,1
.1 Производственные расчеты
Расчет фонда времени работы оборудования
Таблица 5.2. Баланс времени работы оборудования в год
Показатели
Значения
Календарный период, в днях Праздничные и выходные, дни
Количества рабочих дней Режим работы Продолжительность смены, в часах Номинальный
фонд времени работы оборудования, час Потери рабочего времени на ремонт
оборудования, час Эффективный фонд времени работы оборудования, час
365 116 249 2 смены 8 80 4 3784,8
Расчет производственной программы.
Определяем годовой производственный объем выпуска изделий в штуках Nпр с
количеством рабочих мест принятых условно по формуле
где Fэф - эффективный фонд времени работы оборудования, в часах;
Кз - коэффициент загрузки оборудования(0,85);
åtшт - суммарная норма штучного времени по технологическому
процессу, в минутах;
Сус - условное число рабочих
мест, в единицах(20-30 ед)- процент потерь на переналадку (3-10% в зависимости
от типа производства)
Для примера рассчитаем
потребное количество столов сборщика.= 36358,70 / 4163,28 = 8,73
Принимаем количество столов
округляя вверх: 9.
Выработка на одно рабочие
место Впр, в часах определяется по формуле
Впр=Fэф*Квн = 4206,4
Расчет производим по одной
операции, остальные сводим в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 Расчет потребного
количества оборудования
Наименование оборудования
Норма штучного времени мин
Программа выпуска
Выработка на 1 раб. место, в часах
Количество оборудования
% загрузки оборудования
Шт
Н/час
Расчетное
Принятое
Стол сборщика
32,8
6650,82
36358,70
4163,28
8,73
9
97%
Стол регулировщика
7
7759,48
1,86
2
93%
Стол маркировщика
10,5
11639,22
2,8
3
93%
Стол контролера
18,8
20839,74
5,01
6
83%
ИТОГО
69.1
2944048,9
17,93
20
91%
Принятое количество оборудования определяем, округляя расчетное до целого
числа в большую сторону.
Расчет загрузки оборудования. Процент загрузки оборудования %Заг, на
данной операции определяем по формуле
Заг = Срм/Спрм*100
где Срм - расчетное количество оборудования;
Спрм - принятое количество оборудования.
Для примера определяем процент загрузки столов сборщика:
Заг = 8,73 / 9 * 100 = 97%
Средний процент загрузки Заг.ср, определяем по формуле
Заг.ср = åСрм/åСпрм*100
= 91%
где åСрм -
суммарное количество единиц расчетного оборудования;
åСпрм - суммарное количество единиц принятого оборудования.
Оборудование загружается от 83,43% до 97,04%
Таблица 5.4. Сводная ведомость
стоимости оборудования
Наименование оборудования
Количество принятого оборудования
Стоимость оборудования, рублей
Единицы оборудования
Общая с учетом монтажа
Стол сборщика Стол контролера Маркировочный стол Стол
регулировщика
9 7 3 3
21567 165000 240000 185000
223218,45 1138500 828000 425500
ИТОГО
611567
2615218,45
Общая стоимость с учетом монтажа определяем, как произведение стоимости
единицы оборудования на количество принятых единиц оборудования на коэффициент
1,15.
Расчет численности рабочих
Расчет полезного фонда рабочего времени
Расчет полезного фонда рабочего времени одного рабочего произведем по
таблице 5.5.
Таблица 5.5. Баланс рабочего времени одного рабочего в год
Показатели
Дни
Часы
%
Календарный фонд времени Праздничные и выходные дни
Количество рабочих дней (номинальный фонд) Целодневные потери: а) Очередной
отпуск б) Дополнительный отпуск в) Не выходные по болезни г) Выполнение гос.
Обязанностей д) Ученический отпуск Итого потерь Внутрисменные потери Всего
потерь Полезный фонд времени (Fп) Средняя продолжительность рабочего дня
365 116 249 28 8 9 5 7 57 8 65 185
2920 928 1992 224 64 72 40 56 456 64 520 1480 0,79
11 3,2 3,6 2 2,8 22,6 3,2 25,8 74,2
Полезный фонд времени Fп, часах определяется по формуле
п = Fн - Fн*%П/100 = 1480 часов
где Fн - номинальный фонд работы одного рабочего в год, в часах;
П - процент потерь (всего) рабочего времени.
Среднюю продолжительность рабочего дня определяем, как частное от деления
полезного фонда на количество рабочих дней в году.
Расчет численности основных производственных рабочих
Численность основных производственных рабочих Чip, определяется по
формуле (человек)
Чip = Ni/Выр
где Выр - выработка одного рабочего, в часах.
Рассчитаем количество контролеров:
Чip = 36358,70 / 1628 = 2,7
Отсюда берем принятое значение количества контролеров - 3
Выработка одного рабочего Выр, в часах определяется по формуле
Выр = Fп*Квн = 1628
Принимаем численность рабочих, округляя расчетную до целого числа в
меньшую сторону. Рабочий должен быть загружен не менее 100%, если меньше, то
совмещаем операции или организуем многостаночное обслуживание.
Таблица 5.6. Расчет численности основных производственных рабочих
Профессия
Шт. мин
Программа выпуска
Выработка 1-го рабочего час
Численность
% загрузки
Шт
Н/час
расчетная
принятая
Контролер Сборщик Сборщик Сборщик Радиомонтажник Пропитчик
Маркировщик Регулировщик
10,4 6 7,8 10 9,6 4 10,5 5
66509
(данные указаны в таблице 3)
1628
2,7 1,5 2,03 2,6 2,51 1,04 2,74 2,29
3 2 2 3 3 1 3 3
90% 75% 101,5% 86% 83% 104% 91% 114%
ИТОГО
19
93%
Средний процент загруженности и загруженность по операциям производственных
рабочих Ср%, определяем аналогично формулам 36 и 37.
Расчет численности вспомогательных рабочих
Численность вспомогательных рабочих определяем по нормативным
справочникам исходя из нормы обслуживания рабочих мест (оборудования),
производственной площади.
Таблица 5.7. Численность вспомогательных рабочих
Профессия
Количество
Разряд
Электромонтер Транспортировщик Кладовщик Уборщик
2 2 2 2
3 3 3 1
Итого
8
Расчет численности инженерно - технических работников (ИТР).
Ведомость отражает какую долю составляет каждая категория работающих в
общей численности.
Таблица 5.8. Ведомость состава работающих на участке.
Категория работающих
Количество
Удельный вес %
По сменам
1
2
ИТР Вспомогательные рабочие Основные рабочие
5 8 19
14,7 23,5 61,7
3 4 9
2 4 10
ИТОГО
100
18
16
Численность рабочих по сменам распределяем равномерно, ИТР в 1-ю смену
большее количество.
Расчет общей удельной площади участка
Общая производительная площадь непосредственно предназначена для
осуществления производительного процесса. К ней относят площади занимаемые
установками, рабочими столами, станками, конвейерами и т.д. с учетом безопасных
проходов и проездов между оборудованием. Она складывается из площадей
занимаемых каждым рабочим местом.
Общая площадь участка Sуч, м2, Определяется по формуле
уч = åSрм = 2,8
* 20 = 80
где åSрм -
сумма производственной площади рабочих мест.
Производственная площадь каждого рабочего места Sрм, м2
Определяется по формуле
рм = (a+b+0.5c)(d+0.5e) = 2,8
где a - ширина оборудования с выходящими; 0,8- расстояние до стен,
колоны, в м; - 0
с - ширина прохода, в м; -
1,2- длина оборудования, в м; - 1,5- расстояние между оборудованием (столом,
стилажом, верстаком),в м. 1
Удельная площадь
определяется, как отношение общей производственной площади к принятому
количеству рабочих мест (единиц принятого оборудования), сравнивается с
нормативной площадью.
.2 Экономические расчеты
Расчет потребного материала.
Материалы необходимые для
производства, рассчитываются исходя из нормы расхода, по технологическому
процессу.
Данные расчета сводим в
таблицу 5.9.
Таблица 5.9. Материалы
Материалы
Единицы измерения
Расход
Цена за единицу, в рублях
Затраты, в рублях
На изделие
На выпуск
На изделие
На выпуск
Комплект деталей Припой Спирт Нефрас Лак
шт. кг. л. л. л.
1 0,02 0,5 0,5 0,05
66509 1330,18 33254,5 33254,5 3325,45
627 2300 15 10 150
627 46 7,50 5 7,50
41701143 3059414 498817,5 332545 498817,5
ИТОГО
å 693
å 46090737
Расчет фонда оплаты труда основных производственных рабочих.
Фонд заработной платы основных производственных рабочих складывается из
тарифной заработной платы и доплат. Для расчетов используем данные таблицы
5.10.
Таблица 5.10. Тарифная расценка
основных работ
Операция
Разряд работ
Норма штучного времени
Тарифная ставка, в рублях
Расценка, в рублях
Средняя ставка, в рублях
Средний разряд работ
Комплектование Входной контроль Подготовка Сборка Монтаж
Промывка Маркировка Контроль Электропрозвонка Регулировка Выходной контроль
3 3 2 3 4 2 3 3 2 3 3
5,4 6 7,8 10 9,6 4 10,5 3,8 5 2 5
50 50 45 54 59 45 50 50 45 50 50
4,5 5 5,85 9 9,44 3 8,75 3,16 3,75 1,6 4,1
49,1
2,8
ИТОГО
å 69,1
å 58,5
Определяем расценку по каждой операции Ri, в рублях по формуле
= tшт*Cmi/60
где Cim - тарифная часовая ставка соответствующая разряду выполняемой
операции.
Определяем среднюю тарифную ставку Cm ср, в рублях по формуле
ср = åRi*60/å tшт
где åR - общая
расценка по основным операциям
Определяем средний разряд работ Рср по формуле
Рср = å(Pi*tшт)/åTшт = 2,8
где Pi - разряд работ поданной операции.
Значения расчетов заносить в таблицу 5.11.
Определяем тарифную заработную плату Зтар, в рублях по формуле
Зтар = Сm ср * N = 58500
где N - трудоемкость годового выпуска в н/часах, по всем операциям
технологического процесса.
Определяем основную заработную плату с премией и поясной надбавкой Зосн,
в рублях по формуле
Зосн = Зтар(1+Пр/100%)*(1+Пн/100%) = 5475600
где Пр - процент премии от 10 до 40 %
Пн - процент поясной надбавки 15%
Определяем дополнительную заработную плату Здоп, в рублях по формуле
Здоп = Зосн*Д/100% = 4791150
где Д - процент доплат к основной заработной плате от 8 до 14%
Определяем общий фонд заработной платы Зобщ, в рублях по формуле
Зобщ = Зосн+Здоп = 10266750
Определяем среднемесячную заработную плату основных производственных
рабочих Зсрм, в рублях по формуле
где Чосн - принятое число основных рабочих
Данные расчетов сводим в таблицу 5.11
Таблица 5.11 Заработная плата основных рабочих, в рублях
Средняя тарифная ставка
Трудоемкость годового выпуска
Годовой фонд оплаты
Среднемесячная заработная плата
Зтар
Пр%
Зосн
Д%
Здоп
Зобщ
49,1
1000
58500
40
5475600
14
4791150
10266750
35648,4375
Расчет фонда оплаты труда вспомогательных рабочих
Общий фонд заработной платы вспомогательных рабочих определяется
аналогично расчету по основным рабочим.
Для расчета использовать данные таблицы 5.12.
Таблица 5.12. Тариф вспомогательных работ
Наименование показателя
Численность вспомогательных рабочих
Разряд рабочего
Тарифный коэффициент Условное обозначение
n
p
Kт
Cт
Электромонтер Наладчик Кладовщик Уборщик
2 2 2 2
3 3 3 1
43,45 43,45 43,45 39,5
1844 1844 1844 1677
ИТОГО
å
2,7
42,46
1802,25
Средний разряд Рср, определяется по формуле
Рср = å(ni*Pi)/ån = 2,5
где ni - численность вспомогательных рабочих с данным разрядом;- разряд
данных рабочих.
Средний тарифный коэффициент определяется аналогично среднему разряду,
заменяется разряд на тарифный коэффициент.
Определяем среднюю тарифную ставку за час работ Ст ср, в рублях по
формуле
Ст ср = СтIp*Кт ср = 1802,25
где СтIр - ставка часовая первого разряд, в рублях;
Кт ср - средний тарифный коэффициент.
Определяем заработную плату вспомогательных рабочих по тарифу Зтар, в
рублях
Зтар = Ст ср*Fn*ån = 23020,70
где Fn - полезный годовой фонд времени работы вспомогательного рабочего,
в часах;
ån - общая численность вспомогательных рабочих.
Расчет фонда заработной платы и средний месячный заработной платы
сводится в таблицу 5.12.
Таблица 5.13 Заработная плата вспомогательных рабочих, в рублях
Численность рабочих
Полезный фонд времени
Годовой фонд заработной платы
Тарифная заработная плата
Премия
Основная заработная плата
Заработная плата доп
%
сумма
%
Сумма
8
11840
14424
40
20193,6
14
23020,70
Расчет фонда оплаты инженерно - технических работников.
Общий фонд заработной платы ИТР определяется исходя из установленных
окладов и планируемой премии. Расчет сводится в таблицу 5.14.
Таблица 5.14. Заработная плата
инженерно - технических работников, в рублях
Занимаемая должность
Численность
Месячный фонд заработной платы
Годовой фонд
Премия
Поясная
Заработная плата
%
Сумма
%
Сумма
Старший мастер, Мастер Технолог Техник
1 1 1 2
1,4 1,35 1,2 1,15
537,40 470,40 230,40 158,40
1,15 1,15 1,15 1,15
1545,60 1545,60 1324,80 1324,80
12674,76 12608,40 10636,56 9807
154022 153216 129254 21924,40
Оклад устанавливается исходя из разряда, соответствующего должности.
Премия определяется в % от оклада (10-40 %).
Заработная плата за месяц включает: оклад, премию, поясную надбавку.
Годовой фонд определяется по каждой должности путем умножения месячной
заработной платы на численность и число месяцев в году.
Средняя заработная плата определяется аналогично формуле 52.
Расчет себестоимости и цены.
Себестоимость изделия учитывает все статьи затрат на производство
продукции. Оптовая цена рассчитывается согласно методических указаний.
Таблица 5.15. Калькуляция на изделие и на готовой выпуск продукции, в
рублях.
затраты на изделия
изделие
годовой выпуск
основные материалы
693,00
46091305,35
вспомогательные материалы
82,50
5487060,16
основная з/п
8256,00
549105075,05
дополнительная з/п
10850,74
721680955,78
Соц нужды
2476,80
164731522,51
РЭСО
495,36
32946304,50
Цеховые расходы
38,21
2541572,06
Итого: цеховая себестоимость
120,71
8028632,22
Общехозяйственные расходы
8949,00
595196380,40
потери от брака
33,25
2211778,09
итого производственная себестоимость
19953,71
1327117746,49
внепроизводственный расходы
2972,16
197677827,02
итого полная себестоимость
22925,87
1524795573,50
коэффициент размера прибыли
1,15
76486,29
проект оптовой цены
26364,75
1753514909,53
Таблица 5.16. Основные показатели участка
Показатели
Единицы измерения
Значения
1)Годовой выпуск продукции
а) в натуральном выражении
шт
66509,82
б) по оптовой цене
тыс.руб
1753514909,53
в) в нормо-часах
Н/часов
76597,14
2)Общая стоимость оборудования
тыс.руб
2615218,45
3)Численность работающих
а) основные рабочие
чел.
19,00
б) вспомогательные рабочие
чел.
8,00
в) И.Т.Р.
чел.
5,00
4)Выпуск продукции на одного вспомогательного
А) По трудоемкости
Н/часов
11141,40
Б) По оптовой цене
тыс.руб
255056714,11
5)Выпуск продукции на одного ИТР
А) По трудоемкости
Н/часов
58492,36
Б) По оптовой цене
тыс.руб
1339047749,09
6)Выпуск продукции на 1 го основного рабочего
А) По трудоемкости
Н/часов
6963,38
Б) По оптовой цене
тыс.руб
159410446,32
7) Фонд заработной платы, всего
а) основных рабочих
тыс.руб
584236,80
б) вспомогательных рабочих
тыс.руб
73247,40
в) И.Т.Р.
тыс.руб
66804,00
Среднемесячная заработная плата одного работающего в т.ч.
рабочего
руб
9761,20
а) основных рабочих
35288,00
б) вспомогательных рабочих
72537,60
в) И.Т.Р.
57882,00
8) Фондовооруженность
руб
1348102,69
6. Мероприятия по охране труда, технике безопасности и охране окружающей
среды
Охрана труда - это система законодательных, социально-экономических,
организационных, технических, санитарно-гигиенических и лечебно
профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность,
сохранность здоровья и работоспособность человека в процессе труда.
Основные разделы включают в себя положения о коллективном договоре,
трудовом договоре, рабочем времени и времени отдыха, заработной плате,
гарантиях и компенсациях, трудовой дисциплине, охране труда, труде женщин и
молодежи, льготах для рабочих и служащих, совмещающих работу с учебой, трудовых
спорах, профессиональных союзах, участки рабочих и служащих в управлении
производством, государственном социальном страховании, надзоре и контроле за
соблюдением законодательства о труде.
Любая производственная деятельность сопровождается наличием опасных и
вредных факторов, которые подразделяются на следующие группы:
физические;
химические;
биологические;
психофизиологические.
К физическим факторам относятся такие, как движущиеся машины и механизмы,
повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей среды и другие.
Химические факторы подразделяют: по характеру воздействия на организм
человека - на обще токсичные, раздражающие, канцерогенные, мутагенные и
влияющие на репродуктивную (детородную) функцию; по пути проникновения в
организм человека - через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный
покров.
Группа биологических факторов включает биологические объекты, которые
делятся на микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибки и т.д.) и макро организмы
(растения и животные).
Группа психофизиологических факторов по характеру действия делится на
физические и нервно-психические перегрузки.
Все перечисленные факторы становятся опасными или вредными в условиях
характеризующих их свойства особыми параметрами: скоростью, температурой,
массой, концентрацией, напряжением электрического поля и т.д.
Систему правовых норм, регулирующих деятельность по охране труда,
составляют: система стандартов безопасности труда (ССБТ), правила, нормы,
инструкции по охране труда. ССБТ представляет собой комплекс взаимосвязанных
стандартов, содержащих требования и нормы, направленные на обеспечение
безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе
труда.
К средствам обеспечения экологической чистоты радиоприборного предприятия
относятся следующие мероприятия:
·
очистка
вентиляционных выбросов в атмосферу;
·
очистка
промышленных сточных вод;
·
обезвреживание и
удаление не регенерируемых отходов;
- переработка и повторное использование отходов дефицитных материалов.
Техника безопасности при изготовлении печатных плат.
Одним из наиболее распространенных методов создания электрических цепей в
радиоэлектронной, электронно-вычислительной и электротехнической аппаратуре
является применение печатного монтажа, реализуемого в виде односторонних,
двусторонних и многослойных печатных платах. Объем аппаратуры на печатных
платах и их производство в отечественной промышленности и за рубежом неуклонно
увеличивается. Именно поэтому знание опасных и вредных факторов производства,
возникающих при изготовлении печатных плат, является одним из непременных
условий подготовки специалистов электронной промышленности. К заготовительным
операциям относят раскрой заготовок, разрезку материала и выполнение базовых
отверстий и изготовление слоев на печатных платах. В крупносерийном
производстве разрезку материала выполняют методом штамповки в специальных
штампах на эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой базовых отверстий
на технологическом поле. В серийном и мелкосерийном производстве широкое
распространение получили одно- и многоножевые роликовые ножницы, на которых
материал разрезается сначала на полосы заданной ширины, а затем на заготовки.
Разрезку основных и вспомогательных материалов (прокладочной стеклоткани,
кабельной бумаги и др.), необходимых при изготовлении многослойных печатных
плат в мелкосерийном и единичном производстве, осуществляют с помощью
гильотинных ножниц. Таким образом, выполнение заготовительных операций по
раскрою материала сопряжено с опасностью повреждения рук работающего в случае
попадания их в зону между пуансоном и матрицей, в частности верхним и нижним
ножом гильотинных ножниц, при ручной подаче материала.
Наибольшую опасность представляет работа пресса в автоматическом режиме,
требующая большого напряжения, внимания и осторожности работающего, так как
всякое замедление движения рабочего может привести к травматизму. Во избежание
попадания рук рабочего в опасную зону применяют систему двурукого включения,
при котором пресс включается только после одновременного нажатия обеими руками
двух пусковых кнопок. В прессах и ножницах с ножными педалями для
предотвращения случайных включений педаль ограждают или делают запорной. Часто,
кроме этого, опасную зону у пресса ограждают при помощи фотоэлементов, сигнал
от которых автоматически останавливает пресс, если руки рабочего оказались в
опасной зоне. При ручной подаче заготовок необходимо применять специальные
приспособления: пинцеты, крючки и т.д. Радикальным решением вопроса безопасности
является механизация и автоматизация подачи и удаления заготовок из штампа, в
том числе с использованием средств робототехники. Базовые отверстия получают
различными методами в зависимости от класса печатных плат. На печатных платах
первого класса базовые отверстия получают методом штамповки с одновременной
вырубкой заготовок. Базовые отверстия на заготовках плат второго и третьего
классов получают сверлением в универсальных кондукторах с последующим
развертыванием.
В настоящее время в серийном и крупносерийном производстве традиционное
сверление базовых отверстий по кондуктору на универсальных сверлильных станках
уступило место сверлению на специализированных станках (например, модель AB-2
фирмы "Schmoll", ФРГ).Таким образом, станки в одном цикле со
сверлением предусматривают установку фиксирующих штифтов, плотно входящих в
просверленное отверстие и скрепляющих пакет из 2-6 заготовок. Во избежание
травм при работе на сверлильных станках необходимо следить за тем, чтобы все
ремни, шестерни и валы, если они размещены в корпусе станка и доступны для
прикосновения, имели жесткие неподвижные ограждения. Движущиеся части и
механизмы оборудования, требующие частого доступа для осмотра, ограждаются
съемными или открывающимися устройствами ограждения. В станках без
электрической блокировки должны быть приняты меры, исключающие возможность
случайного или ошибочного их включения во время осмотра. Во избежание захвата
одежды и волос рабочего его одежда должна быть заправлена так, чтобы не было
свободных концов; обшлага рукавов следует застегнуть, волосы убрать под берет.
Образующуюся при сверлении, резке материала заготовок печатных плат пыль
необходимо удалять с помощью промышленных пылесосов.
Охрана окружающей среды при изготовлении печатных плат.
Современное производство печатных плат представляет собой комплекс
сложных химико-технологических процессов и является одним из опасных источников
загрязнения окружающей среды. Наибольшей экологической опасностью обладают
рабочие растворы для металлизации печатных плат, которые содержат токсичные
ионы меди, формальдегид и различные комплексообразователи, спирты,
неорганические кислоты и другие вещества.
Формальдегид представляет повышенную опасность для окружающей среды и
человека. Содержание его в воздухе и на рабочих местах ограничивается не более
0,5-2,0 мг/м3. Наличие комплексообразователей в растворах
значительно усложняет и удорожает обработку сточных вод.
Высокую экологическую опасность имеют также растворы для гальванических
покрытий медью, никелем, золотом, сплавом олово-свинец, сильные кислоты,
щелочи, цианиды и многие органические и неорганические добавки.
В последние годы очистке сточных вод в многочисленных гальванических
производствах и в процессах изготовления печатных плат уделяется довольно
серьезное внимание. Выпущено значительное количество публикаций по обработке
сточных вод и уменьшению нагрузки на окружающую среду. Имеется также большой
выбор химических (реагентных), электрохимических, сорбционных, ионообменных и
других методов очистки промывных и сточных вод.
Однако, несмотря на значительный прогресс в области очистки сточных вод в
гальванических производствах и процессах производства печатных плат, ни один из
применяемых сегодня методов очистки не обеспечивает в полной мере выполнения
современных требований: очистки до норм ПДК, по ионам тяжелых металлов,
исключение из производства токсичных для окружающей среды химикатов и возврат
очищенных сточных вод в производство. Часто достижение экологических норм
затрудняется высокой финансовой стоимостью очистных сооружений. Процессы
регенерации требуют больших финансовых вложений, главным образом на стадиях
установки и запуска оборудования в работу.
Сбросы концентрированных отработанных растворов, а также аварийные сбросы
неудовлетворительно работающих растворов часто связаны с несовершенством
методологии аналитического контроля, направленной, прежде всего, на контроль
качества продукции без учета требований экологического обеспечения
производства. Системы очистных сооружений, уменьшая вредное воздействие сточных
вод химических и гальванических производств, приводят к появлению другого
фактора, оказывающего вредное воздействие на окружающую среду - отходов
очистных сооружений.
С другой стороны, усложнение конструкций и повышение требований к
печатным платам приводят к необходимости применения все более широкой
номенклатуры химических соединений, что еще более усложняет очистку сточных
вод. К сожалению, до настоящего времени большая часть экологических проблем при
изготовлении печатных плат рассматривается на стадии сброса отработанных
растворов и сточных вод и не связана с технологическими процессами и качеством
изготавливаемой продукции. По нашему мнению, только концепция, при которой
экологические проблемы решаются на технологических стадиях совместно с повышением
качества продукции, может привести к созданию экологически безопасных
производств печатных плат.
Заключение
В ходе выполнения данного дипломного проекта был произведен анализ
методов измерения угловой скорости, были выбраны методы, позволяющие производить
точные измерения без длительной подготовки к ним и с минимизированным
воздействием на исследуемую деталь. Так же был выбран способ изготовления,
материал и конструкция корпуса устройства, составлен технологический процесс на
изготовление печатной платы устройства, при этом конструкция универсального
тахометра является балансом между высокоточным измерительным прибором и
простотой его изготовления. тахометр
радиоэлектронный скорость проводник
Так же был разработан технологический процесс, использующий
концентрированную сборку, которая облегчает процесс изготовления, экономя время
и повышая качество работы.
Расчеты произведены в полной мере, так же было уделено внимание
требованиям по охране труда, технике безопасности при изготовлении печатных
плат и экологической проблеме изготовления печатных плат.
Устройство может быть дополнено различными модулями, так же использующими
бесконтактные методы измерений, такие как магнитоиндуктивные и электрические.
Список литературы
1. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств:
Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 2010. - 432 с.
. Савельев А.Я., Овчинников В.А. Конструирование ЭВМ и
систем: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 2009. - 312 с.
. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной
аппаратуры: Учеб. для вузов/ Под ред. А.П. Достанко, Ш.М. Чабдарова. - М.:
Радио и связь, 2009. - 624 с.
. Ушаков Н.Н. Технология производства ЭВМ: Учеб. для вузов. -
М.: Высш. шк., 2011.-416 с.
. Журнал Everyday Practical Electronics #10 2012.
. Электрорадиоизмерения, учебник. В.И. Нефедов, А.С. Сигов,
В.К. Битюков, Ю.И. Борисов, В.И. Хахин, Е.В. Самохина.
. Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам. Пер. с
английского - М, ДМК Пресс 2012.
. Лисицын Б.Л. Элементы индикации. М. «Энергия», 2008.
. Разработка и оформление конструкторской документации
радиоэлектронной аппаратуры, справочник. Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С.
Куликов, Н.Г. Миронова, А.В. Антипов.
![]()
, =
66509.82