Расчет деталей на прочность резьбовых соединений

 

Для крепления крышки к корпусу выбираем резьбу М6х1–8g ГОСТ 1491-80. А так как под действием давления, создаваемого в рабочей полости пневмокамеры, на это соединение действуют силы, способствующие раскрытию стыка, то проводим проверочный расчет прочноплотного винтового соединения.

Сила, открывающая крышку:

Н, (15.11)

где D = 70 мм – внутренний диаметр сосуда;

Р = 0,6 МПа – давление воздуха в сосуде.

Принимаем для надежности расчетную нагрузку

Р = 2·Q, (15.12)

где Q – сила, открывающая крышку.

Принимаем Р = 4614 Н.

Тогда

Р ≤ F[σ_p], (5.13)

 

где F – площадь сечения по внутреннему диаметру резьбы, мм²;

[σ_p] – допустимое напряжение при растяжение, МПа.

Величину [σ_p] берем для стали [σ_p]_т = 178 МПа.

Определим [σ_p]_расч и сравним её с [σ_p]_т. Если [σ_p]_расч ≤ [σ_p]_т – условие нераскрытия стыка будет выполнено.

МПа, (15.14)

где d₁ – внутренний диаметр резьбы соединения, мм.

i – число винтов;

Следовательно ≤ . Значит, условие нераскрытия стыка выполняется.

Выбираем резьбу М6х1–8g ГОСТ 1491-80 в количестве 4 винтов.

 

15.7 Определение погрешности приспособления и расчет на точность

 

 

Обрабатываемые детали в любой стадии обработки и в готовом виде имеют отклонения от геометрической формы и номинальных размеров, заданных чертежом. Эти отклонения (погрешности) должны лежать в пределах заданных допусков. Допуском задается наибольшее возможное значение погрешности размера или формы детали.

Суммарная погрешность любого координирующего размера складывается из первичных погрешностей, которые принято делить на три группы: погрешность установки, погрешность настройки станка и погрешность обработки. Нас интересует погрешность установки.

Погрешность установки возникает в процессе установки деталей в приспособлении и складывается из погрешности базирования и погрешности закрепления. Кроме того, в погрешность установки следует включать дополнительную погрешность, связанную с приспособлением: неточностью его изготовления, неточностью установки на станке, износом его установочных элементов.

Погрешность установки находится путем суммирования составляющих ее погрешностей по правилу квадратного корня по формуле (14.15)

 

(15.15)

где погрешность базирования, мм;

погрешность закрепления, мм;

погрешность приспособления, мм.

Погрешностью базирования называется величина поля рассеивания получаемого при обработке координирующего размера, возникающего по причине смещения конструктивной базы, когда она не является одновременно опорной установочной базой. Таким образом погрешность базирования – это расстояние между предельными положениями проекций измерительной базы на направление выполняемого размера.

Для нашего случая погрешность базирования складывается из максимального зазора между установочным пальцем и пазом стола станка мм, а также максимального зазора между оправкой и деталью мм.

Итак, мм.

Погрешность закрепления – это разность между наибольшей и наименьшей величинами проекций смещения измерительной базы в направлении получаемого размера вследствие приложения к обрабатываемой детали силы зажима.

Так как обработка детали производится в достаточно жестком приспособлении, то погрешность закрепления оказывает незначительное влияние на точность обработки и ее можно в расчетах не учитывать, то есть можно скомпенсировать и мм.

 

Погрешность приспособления возникает в результате неточного изготовления приспособления, его сборки и износа установочных элементов в процессе эксплуатации.

Погрешность приспособления будем рассчитывать без учета износа установочных элементов. Эта погрешность будет складываться из отклонения параллельности основания приспособления и опорной поверхности – 0.03 мм, а также отклонения расположения установочных пальцев относительно осей приспособления – 0.02 мм.

мм

Итак, погрешность установки:

мм.

Расчет приспособления на точность заключается в том, чтобы приспособление было работоспособным, позволяло получить заданные размеры обрабатываемой детали.

Для нашего случая допуски на получаемые размеры обрабатываемой детали будут больше допуска установки детали в приспособление. Таким образом, приспособление позволяет вести обработку заготовок и получать годные детали, то есть полученные размеры будут лежать в установленных пределах.

 

 

15.8 Назначение и принцип работы приспособления.

 

 

 

 

Обрабатываемая деталь ставиться на втулку (2), одеваясь на выточку цанги (8). Цанга разжимается конусной втулкой штока (10) под действием давления воздуха в пневмокамере. Диафрагма (3) преодолевая усилие отжима пружины (17), опускает вниз конусною втулку штока (10), разжимаются цанга. Лепестки ее расходятся тем самым зажимая деталь изнутри.

Заготовка обрабатывается.

Затем происходит обратный процесс: давления воздуха в пневмокамере сбрасывается, пружина (18) разжимается, давит на диафрагму (3), поднимается вверх шток (10) с конусной втулкой, которая разжимает цангу. Лепестки ее сходятся тем самым высвобождая деталь.

В связи с требованиями точности обработки определяем тип и размеры установочных элементов.

Приспособление устанавливаем на станок на два цилиндрических пальца, выполненные с точностью Æ14_-0.011.

 

 

16 Экономические расчеты.

 

 

Тема дипломного проекта по специальности ТМ - это «Проектирование участка механического участка по изготовлению детали «Корпус» с годовым выпуском 2000 штук».

Основой экономических расчетов являются принятые технологические решения, связанные с выбором оборудования и расчетом производственных площадей на проектируемых участках. Экономические расчеты по данной теме включают следующее:

1) Определение количества технологического оборудования

2) Определение площади участка

3) Определение числа работающих людей на участке

4) Расчет потребности в материальных ресурсах. Основные материалы

5) Расчет потребности в энергии

6) Расчет потребности в инструменте

7) Расчет капитальных вложений в основные фонды участка

8) Расчет заработной платы работников на участке

9) Расчет себестоимости продукции участка

10) Расчет технико-экономических показателей участка

 

Исходными данными для проектирования участка служат:

1) Наименование детали(Корпус)

2) Вид заготовки(Штамповка)

3) Материал(Д16Т)

4) Вес заготовки(150г.)

5) Вес детали(89г.)

6) Цена за материалы, за отходы основных материалов (136900\41070)

7) Режим работы (2 сменный)

8) Коэффициент потерь времени на ремонт оборудования (5%)

9) Коэффициент выполнения норм (112%)

10) Годовая программа

11) Коэффициент плановых потерь рабочего времени (10%)

12) Стоимость 1 куб. м воды (35,90 руб.)

13) Стоимость 1 куб. м сжатого воздуха (4,6 руб.)

14) Стоимость 1 куб. м пара (990 руб.)

15) Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии (2,84 руб.)

 

Таблица 16.1-Сводная ведомость оборудования

№	Наименование операции	Разряд работ	Т шт. Мин	Марка Оборудования	Оптовая цена Руб.	Установочная мощность кВт/час	Категория ремонтной сложности
	Токарная ЧПУ		3,62	180CCN	7 380 000
	Токарная ЧПУ		4,76	180CCN	7 380 000
	Фрезерно-сверлильная ЧПУ		5,89	С800U	14 290 000
	Слесарная		5,38	SV18RA	120 000

 

Таблица 16.2-Тарифная сетка для сдельной и повременной оплаты труда

№	Наименование показателя	Единица	Величина
		измерения	показателя
	Стоимость э/энергии (lквт/час)	Руб.	2,50
	Стоимость сжатого воздуха (l куб. м)	Руб.	1,44
	Стоимость воды (1 куб. м)	Руб.
	Стоимость пара (l кг)	Руб.	1,1
	Стоимость тепла (l Гкал)	Руб.
	Цена помещения:
	Производственная площадь	Руб.
	Вспомогательная площадь	Руб.
	Бытовая площадь	Руб.
	Должностной оклад:
	мастер	Руб.
	механик, технолог	Руб.
	нормировщик, инструментальщик	Руб.
	табельщик, кладовщик	Руб.

 

Разряд
Тарифный		1,09	1,2	1,35	1,54	1,8
коэффициент
Тет.	32,7	35,64	39,24	44,15	50,36	58,58
повременщиков
Тет.	33,5	36,52	40,2	45,23	51,6	60,3
сдельщиков

 

16.1 Расчет потребного количества оборудования на каждой операции определяется по формуле:

 

где: годовой выпуск изделия (штуки),

штучное время для одной детали- операции, мин.,

действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.,

коэффициент выполнения нормы (1,12)

Действительный годовой фонд времени работы оборудования рассчитывается по формуле:

 

где: эффективный фонд времени работы времени работы оборудования (3976 час.),

процент плановых потерь времени на ремонт оборудования (5%).

Коэффициент загрузки оборудования рассчитывается по формуле:

 

где: сумма принятого количества оборудования на операции, которое получается путем округления расчетного количества оборудования до целого числа,

сумма расчетного количества оборудования.

 

 

Таблица 16.3-Расчет необходимого количества оборудования

№ опер.	Наименование оборудования	t шт. мин.	Количество оборудования еден. (расчетное)	Количество оборудования еден. (принятое)	Коэффициент загрузки
	180CCN	8,38	0.07
	U630T	5,89	0.05
	SV18RA	5,38	0.05

16.2 Расчет работающих людей на участке

 

Численность работающих на участке определяется отдельно на каждой категории работников.

Расчет численности основных рабочих на каждой ведется по формуле:

 

Рр=Nгод∙tштFргод∙KBH∙60

 

 

где: действительный годовой фонд времени рабочего, час.,

коэффициент плановых потерь рабочего времени (10%),

эффективный фонд времени работы рабочего (1984 час.).

 

Fргод=Fэф∙1-β100;

 

Фрезеровщиков принято 1,

Токарей принято 1,

Слесарей принято 1,

Итого основных рабочих: 3.

 

Численность вспомогательных рабочих определяется по нормативам обслуживания: 1 наладчик на 3 станка (учесть 2 сменную работу); один электрик на 80 условных электродвигателей мощностью 3,8 один слесарь-ремонтник на 240 ремонтных единиц; один транспортный рабочий на 20-25 основных рабочих; один контроллер на 15 основных рабочих. Рассчитанное количество вспомогательных рабочих заносим в таблицу 3.

Расчет численности вспомогательных рабочих:

Наладчики:

Слесари-ремонтники:

Электрики:

Транспортные рабочие:

Контролеры:

 

Таблица 16.4-Расчет численности вспомогательных рабочих

Наименование профессии	Единица измерения объема работы и нормы обслуживания	Объем работы	Норма обслуживания	Число рабочих	Разряд	Условия оплаты
Расчетное	Принятое
Рабочие связанные с обслуживанием оборудования	Наладчик	Единиц оборудования						Повременно премиальная
Слесарь-ремонтник	Единицы ремонт. сложности			0,171			Повременно премиальная
электромонтер	Единиц установочной мощности		80*3,8	0,125			Повременно премиальная
	итого
Рабочие не связанные с обслуживанием оборудования	контролер	Основные рабочие			0,2			Повременно премиальная
подсобный рабочий	Основные рабочие			0,26			Повременно премиальная
	итого
	всего

 

Расчет численности руководителей и специалистов также определяем по формулам:

Руководители 5-8% от численности всех рабочих на участке.

Специалисты 10-15% от численности всех рабочих на участке.

Руководители =

Специалисты =

Руководители: мастер – 0,4(ставки)

Специалисты: табельщик – 0,13*0,8=0,1(ставки)

кладовщик – 0,11*0,8=0,09(ставки)

технолог – 0, 3*0,8=0,24(ставки)

инструментальщик – 0,11*0,8=0,09(ставки)

нормировщик – 0,2*0,8=0,16(ставки)

механик – 0,15*0,8=0,12(ставки)

 

 

Таблица 16.5-Расчет численности руководителей и специалистов

Наименование	Количество чел.	Должностной оклад руб.	Разряд	Часовая тарифная ставка руб.
1 Руководители
Мастер	0,4	12 500
2 Специалисты
Механик	0,12	9 000
Технолог	0,24	9 000
Инструментальщик	0,09	8 600
Нормировщик	0,16	8 600
Табельщик	0,1	7 000
Кладовщик	0,09	7 000
3 основные рабочие
Фрезеровщик	0,05			45,23
Токарь	0,07			54,6
Слесарь	0,05			40,2
4 вспомогательные рабочие
Наладчик				58,58
Слесарь по ремонту оборудования	0,171			58,58
Электромонтер	0,125			50,36
Подсобный рабочий	0,15			39,24
Контролер	0,2			44,15
Всего	3,016

 

16.3 Расчет площади участка

Расчет капитальных вложений в здание

Расчет производственной площади участка ведем по укрупненным нормам.

Производственная площадь участка рассчитывается по формуле:

 

где: удельная площадь на единицу оборудования

коэффициент дополнительной площади

количество принятого оборудования

 

 

Расчет вспомогательной площади ведется по формуле:

 

Расчет бытовой площади ведется по формуле:

 

 

где: удельная площадь на одного работника(3,75 кв. м.),

Р – количество основных и вспомогательных рабочих(1,816(ставки)),

коэффициент, учитывающий дополнительную площадь (2).

 

Таблица 16.5-Расчет площади участка

Наименование	Площадь	Высота м	Объем	Стоимость 1 руб.	Сумма руб.
Производственная площадь				10 800	2 916 000
Вспомогательная площадь				5 400	729 000
Бытовая площадь	13,62		40,86	8 600	357 396
итого	94,62		445,86		3 996 396

 

 

16.4 Расчет балансовой стоимости оборудования

Капитальные вложения участка

Примечание:

1)Оптовая цена оборудования приведена в исходных данных

2)Транспортные расходы принимаем 16% от оптовой цены

3)Расходы на монтаж равны 9% от оптовой цены

4)Подъемно – транспортное оборудование принимаем 22% от балансовой стоимости технологического оборудования

5)Контрольно-измерительные и регулирующие устройства и приборы принимаются 15% от балансовой стоимости технологического оборудования

6)Производственный и хозяйственный инвентарь принимаем 6% от балансовой стоимости технологического оборудования

 

Таблица 16.6-Расчет балансовой стоимости оборудования

оборудование	Количество оборудо- вания на участке	Стоимость единицы оборудования	Балансовая стоимость данной марки руб.
Наименование	Модель	Опт. цена руб.	Транспорт. расходы руб.	Расходы на монтаж руб.	Всего балансовая стоимость руб.
Фрезерный	U630T		7 380 000	1 180 800	664 200	9 225 000	9 225 000
Токарный	180 CCN		14 290 000	2 286 400	1 286 100	17 862 500	17 862 500
Токарный	SV18RA		120 000	19 200	10 800	150 000	150 000
Итого	27 237 500
Подъемно-транспортное оборудование
Итого	5 992 250
Контрольно-измерительные
Итого	4 085 625
Производственные и хозяйственные
Итого	1 634 250
Всего производственное оборудование	38 949 625

 

Расчет остальных видов основных фондов

1)Стоимость вспомогательного оборудования на участке составляет 12% от стоимости технологического оборудования

2)Стоимость инструмента и приспособлений 8% от стоимости вспомогательного оборудования

3)Стоимость электрооборудования и проводки 2% от стоимости зданий, сооружений и санитарно-технических устройств

4)Энергетическое оборудование 3000 руб. за 1кВт установочной мощности

Для расчета балансовой стоимости оборудования на участке используется формула:

 

 

где: ДЗ – процент дополнительных общецеховых затрат

С – рассчитанная стоимость оборудования в руб.

 

Таблица 16.7-Величина капитальных вложений

Наименование основных средств	Стоимость руб.	Дополнительные общецеховые затраты в %	Итого руб.
Технологическое оборудование	27 237 500		28 599 375
Вспомогательное оборудование	3 268 500		3 399 240
Здания, сооружения и санитарно-технические устр.	3 996 396		4 396 035,6
Подъемно-транспортное оборудование	5 992 250	1,5	6 082 133,75
Энергетическое оборудование	111 000		117 660
Контрольно-измерительные и регулируемые устр.	4 085 625		4 412 475
Инструменты и приспособления	261 480		271 939,2
Производственный и хоз. инвентарь	1 634 250		1 666 935
Электрооборудование и проводка	79 927,92		86 322,15
итого			49 032 115,7

 

 

16.5 Труд и заработная плата.

 

 

Фонд заработной платы участка рассчитывается отдельно по разным категориям работающих на участках.

1) Фонд заработной платы

Расчет фонда заработной платы ведется по тарифной системе, по сдельно-премиальной форме. Прямая зарплата рассчитывается по формуле:

 

где: - сдельная расценка на каждой операции, руб.

N- годовая программа, штук.

Сдельная расценка рассчитывается по формуле:

 

где: - часовая тарифная ставка на операции, руб.

- штучное время на каждой операции, мин.

 

 

Дополнительно к прямой заработной плате рассчитывается премии, районный коэффициент, дополнительная зарплата и страховые платежи.

Примечание:

1) Премиальная надбавка - 35%

2) Районный коэффициент 20%

3) Дополнительная зарплата - 18,6%

4) Страховые взносы- 30%

 

Таблица 16.8-Фонд заработной платы участка

Наименование профессии	Разряд	Часовая Тарифная ставка Руб.	Сдельная расценка   Руб.	Прямая зарплата   Руб.
1. Токарь		56,4	7,62	15 240
2. Фрезеровщик		45,23	4,44	8 880
3. Слесарь		40,2	3,6	7 200
Итого (1)	31 320
Премиальная надбавка (1)*0,35=(2)	10 962
Районный коэффициент ((1)+(2))*0,2=(3)	8 456,4
Итого основная зарплата (1)+(2)+(3)=(4)	50 738,4
Дополнительная зарплата (4)*0,186=(5)	9 437,34
Итого Фонд ЗП (5)+(4)=(6)	60 175,74
Страховые взносы (6)*0,30=(7)	18 052,72

 

2) Фонд заработной платы

Фонд заработной платы рассчитывается на основании "Штатной ведомости" по повременно- премиальной системе оплаты труда. Расчет прямой зарплаты ведется по формуле:

 

где: - часовая тарифная ставка, руб.

- фонд рабочего времени, час. (1765,7)

- количество рабочих данной профессии и соответствующего разряда

 

Примечание:

1) Премиальная надбавка-25%

2) Районный коэффициент 20%

3) Дополнительная зарплата - 16,8%

4) Страховые взносы- 30%

 

 

Таблица 16.9-Фонд заработной платы вспомогательных рабочих

Профессия рабочих	Количество   Чел.	Разряд	Часовая тарифная ставка Руб.	Прямая зарплата   Руб.
1. Зарплата рабочих связанных с работой оборудования
Слесарь по ремонту оборудования	0,171		58,58	17 687,33
Наладчик			58,58	103 434,71
Электромонтер	0,125		50,36	11 115,08
Итого (1)	132 237,12
Премиальная доплата (1)*0,35=(2)	33 059,28
Районный коэффициент (1)+(2))*0,2=(3)	33 059,28
Итого основная зарплата (1)+(2)+(3)=(4)	198 355,68
Дополнительная зарплата (4)*0,186=(5)	25 659,6
Фонд заработной платы (5)+(4)=(6)	224 015,28
Страховые взносы (6)*0,3=(7)	67 204,58
2. Зарплата рабочих не связанных с работой оборудования
Контролер	0,2		44,15	15 511,66
Подсобный рабочий	0,15		39,24	10 392,91
Итого (1)	25 904,57
Премиальная доплата (1)*0,25=(2)	6 476,14
Районный коэффициент (1)+(2))*0,2=(3)	6 476,14
Итого основная зарплата (1)+(2)+(3)=(4)	38 856,85
Дополнительная зарплата (4)*0,168=(5)	6 527,95
Фонд заработной платы (5)+(4)=(6)	45 384,8
Страховые взносы (6)*0,3=(7)	13 6154,44

 

3) Фонд заработной платы и средняя зарплата персонала участка.

Фонд заработной платы персонала участка рассчитывается по системе должностных окладов, согласно "Штатной ведомости" по формуле:

 

где: О- должностной месячный оклад, руб.

- количество работников, имеющих данный оклад

1. Руководители

 

2. Специалисты

э

Примечание:

1) Премиальная надбавка-40%

2) Районный коэффициент 20%

3) Дополнительная зарплата - 20,4%

4) Страховые взносы- 30%

 

Таблица 16.10-Фонд заработной платы

Наименование должности	Кол-во     Чел.	Месячный оклад   Руб.	Годовой фонд, руб.
Прямая зарплата, руб.	Доплаты	Всего   Руб.
Премия	Районный коэф.
1. Руководители
Мастер		12 500	60 000
2. Специалисты
Механик		9 000	12 960
Технолог		9 000	25 920
Инструментальщик		8 600	9 288
Номеровщик		8 600	16 512
Табельщик		7 000	8 400
Кладовщик		7 000	7 560
Итого (1)			140 640
Премиальная доплата (1)*0,4=(2)			56 256
Районный коэффициент ((1)+(2))*0,2=(3)			39 379,2
Итого основная зарплата (1)+(2)+(3)=(4)			236 275,2
Дополнительная зарплата (4)*0,204=(5)			48 200,14
Фонд заработной платы (5)+(4)=(6)			284 475,34
Страховые взносы (6)*0,3=(7)			85 342,6

 

16.6 Расчет стоимости основных материалов

Таблица 16.11-Расчет стоимости основных материалов

Наименование детали	Вид заготовки	Вес заготовки кг	Чистый вес детали кг	Стоимость материалов	Стоимость отходов	Мат. затраты за вычетом отходов
На 1 деталь	На программу	На 1 деталь	На программу	На 1 деталь	На программу
Корпус	Штамповка	0,150	0,089	20,535	51 337,5	3,34	8 350	17,195	42 987,5

 

Для расчета стоимости основных материалов необходимы следующие данные:

1) Вес заготовки

2) Вес детали

3) Коэффициент использования материала

4) Цена материала, руб.

5) Цена отходов, руб.

Стоимость материалов на единицу изделия рассчитывается по формуле:

 

где: - вес заготовки

- цена единицы материалов, руб.

 

Стоимость материалов на производственную программу рассчитываем по формуле:

 

где: N- годовая программа, штук.

 

Стоимость отходов на 1 изделие определяется по формуле:

 

где: - чистый вес детали

- цена отходов, руб.

 

Стоимость отходов на программу определяется по формуле:

 

16.7 Расчет постоянных издержек

 

1) Амортизация основных средств

Амортизация основных фондов рассчитывается по нормам амортизации по формуле:

 

где: С- стоимость зданий и сооружений

На- норма амортизации в %

Примечание:

1) Технологическое оборудование- 8,2%

2) Вспомогательное оборудование- 6,4%

3) Здания, сооружения и санитарно-технологические устройства-4,2%

4) Подъемно-вспомогательное оборудование-20%

5) Энергетическое оборудование- 16%

6) Контрольно-измерительные устройства и приборы- 12%

7) Инструменты и приспособления- 4%

8) Производственный и хозяйственный инвентарь- 3,8%

 

Таблица 16.12-Амортизация основных средств

Наименование основных средств	Стоимость Руб.	Амортизация
%	Сумма, руб.
Активная часть
Технологическое оборудование	28 599 375	8,2	2 345 148,75
Вспомогательное оборудование	3 399 240	6,4	217 551,36
Подъемно-транспортное оборудование	6 082 133,75		1 216 426,75
Энергетическое оборудование	111 000		17 760
Контрольно-измерительные устройства и приборы	4 412 475		529 497
Инструменты и приспособления	271 939,2		10 877,56
Итого с учетом коэф.загр 0,057*Итого			4 337 261,42 247 223,9
Пассивная часть
Здания и сооружения	3 996 396	4,2	167 848,62
Производственный и хозяйственный инвентарь	1 666 935	3,8	63 343,53
Итого			231 192,15
Итого пассивная и активная часть			4 568 453,57 260 401,85

 

2) Расчет общепроизводственных расходов

В статью " Содержание цехового персонала" входят следующие показатели: фонд заработной платы персонала участка, вспомогательных рабочих, не связанных с эксплуатацией оборудования, страховые взносы.

В статью " Содержание зданий, сооружений, инвентаря" входят:

1) Материалы для хозяйственных нужд принимают из норматива 650 руб. на 1 кв. м здания

Руб.

 

2) Стоимость осветительной электроэнергии рассчитывается по формуле:

 

где: в- удельный расход электроэнергии на 1 кв.м (15-25кВт)

S- общая площадь участка, кв.м

T- количество часов работы при искусственном освещении(2100 час.)

- стоимость 1 кВт/час. электроэнергии

- средний коэффициент загрузки(0,057)

3) Стоимость отопления участка рассчитывается по формуле:

 

где: g- удельный расход тепла на единицу объема(35ккал/час)

V- Объем здания, куб.м