Основы проектирования и конструирования
(вариант №25)
Задание №1 (вариант №25)
В зависимости от назначения помещения разработать техническое задание на проектирование: естественного и искусственного освещения
, руководствуясь требования СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
Исходные данные для задания
Для выполнения задания №1 по расчету естественного и искусственного освещения взят пример, соответствующий варианту №5
(по данным таблицы 2.1.).
Комната персонала, площадь помещения составляет S = 20,7 м2
, г. Мурманск.
При высоте Н = 3 м, объем помещения составит V = 62,1 м3
.
Длина комнаты = 6,5 м.
Ширина комнаты = 3,2 м.
В помещении имеется один вход.
 6,5 м
3,2 м
Рис. №1. План комнаты персонала
Расчет естественного освещения
Согласно данным задания (таблица 2.2.) верхнее комбинирование освещение не рассчитывается.
При боковом одностороннем освещении используется следующая формула:
e n
б
* n o
*
Кзд
 S
о
= * S n
t
o
*
r
1
* 100
S
o
– площадь окон (которую необходимо рассчитать).
S
n
– площадь пола (согласно заданию = 20,7 м
.
).
e
б
–
нормированное значение коэффициента естественной освещенности (для данного помещения, согласно таблице 2.2. = 1
)
e
n
б
=
e
б
*
m
*
c
= 1 * 1,2 *1 = 1,2
m
= 1,2
с = 1
(пояс светового климата I (Мурманск) согласно таблице 2.8)
n
o
–
световая характеристика окна (согласно таблице 2.7 = 10,5
).
- отношение ширины помещения к его глубине = (6,5 / 3,2) = 2,0
- отношение глубины помещения к верхней части окна = (6,5 / 2,25 – до нижней части окна 0,75 + 1,5 окно) = 2,88
К зд
– согласно таблице 2.3. = 1
(отношение расстояния между
рассматриваемым и противостоящим зданием более 3 м.)
t
o
=
t
1
*
t
2
*
t
3
*
t
4
*
t
5
= 0,432
согласно данным таблицы 2.4.
- вид светопропускающего материала – одинарное (
t
1
= 0,9)
- вид переплета – одинарное (
t
2
= 0,75)
- незначительное загрязнение (вертикальное) (
t
3
= 0,8)
- вид несущих конструкций – железобетонные фермы и арки (
t
4
= 0,8)
- t
5
= 1
(при отсутствии солнцезащитных устройств)
t
o
= 0,9 * 0,75 * 0,8 * 0,8 *1= 0,432
r
1
-
коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом освещении (согласно данным таблицы 2,5 = 1,3
)
Средневзешенный коффициент отражения потолка, стен и пола p
ср
рассчитывается по формуле:
p
1
S
1
+
p
2
S
2
+
p
3
S
3
0,7*20,7 + 0,7*58 + 0,3*20,7
 p
ср
= = = 0,7
S
1
+
S
2
+
S
3
20,7 + 58 + 20,7
S
1
–
площадь потолка (20,7 м 2
.)
S
2
– площадь стен (58,2 м 2
.)
S
3
–
площадь пола(20,7 м 2
.)
при белых стенах и потолке p
1
=
p
2
= 0,7
, при паркетном покрытии p
3
= 0,3
- отношение ширины помещения к его глубине = (6,5 / 3,2) = 2,0
- отношение глубины помещения к верхней части окна = (6,5 / 2,25 – до нижней части окна 0,75 + 1,5 окно) = 2,88
- p
ср
= 0,7
r
1
= 1,3
(согласно данным таблицы 2,5)
Подставляя полученные данные рассчитывается площадь окна:
e n
б
* n o
*
Кзд
1,2 * 10,5 * 1
 S
о
= * S n = *
20,7
=
t o
* r 1
* 100 0,432 * 1,3 * 100
= 0,225 * 20,7 = 4,657 м 2
Таким образом, S
о
(площадь окна) равна 4,567 м
2
. То есть отношение площади остекления свидетельствует об относительной эффективности бокового естественного освещения.
Расчет искусственного освещения
Определить количество ламп для освещения комнаты 3,2 на 6,5 м 2
(20,7 м 2
) с использованием светильников прямого света.
Для освещенности данного помещения достаточно 150 лк. Тип светильника – обычные (прямого света).
Следовательно, W
y
(мощность лам на единицу освещаемой площади) = 20 вт / м 2
.
Общая установленная мощность W
= 20 * 3,2 * 6,5 = 416
При выборе лампы мощность по 80 вт
, требуется: 416 / 80 = 5 шт.
Следовательно, для данной комнаты необходимо 5
ламп мощностью по 80 вт
.
Задание №2 (вариант №25)
Определить базовый показатель трудоемкости изготовления новой бытовой техники: стиральной машины.
Рассчитать основной технический параметр изделия.
(Данные для выполнения задания взяты в таблице 3.1. и таблице 3.2.)
Согласно таблице 3.1. берутся показатели для аналога изделия (а
).
Данные для рассчитываемого изделия (i
) берутся согласно таблице 3.2.
Данные для выполнения задания
Основные технические характеристики
и технико-экономические показатели продукции предприятия
| №
|
Параметр
|
Изделие (
i)
|
Аналог (а)
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
| 1 |
Производительность машины кг / час (
g
)
|
90
|
28
|
| 2 |
Сухая масса машины, кг (
m
)
|
75
|
21
|
| 3 |
Срок проектирования, лет (
t)
|
3 года
|
2 года
|
| 4 |
Производительность труда, % (
П)
|
105
|
100
|
| 5 |
Трудоемкость, Н / час (Т)
|
171 Н / час
|
200 |
Решение задания
1. Основной технический параметр машины
P
i
рассчитывается по формуле:
m I
75
 P i
= = = 0,
83
g I
9
0
m I
21
P a
= = = 0,75
g
I
28
2. Коэффициент сложности изделия, К сл
:
P
a
0,75
К сл
= = = 0,90
P
I
0,83
3. Коэффициент снижения трудоемкости
изготовления проектируемого изделия, К ст
рассчитывается по формуле
100 100
 К ст
= = = 0,95
100 + К пт
105
где К пт
–
рост (снижение) производительности труда, рассчитывается по формуле:
К пт
= П
i
– П
a
= 105 – 100 = 5 %
4. Расчетный базовый показатель трудоемкости
изготовления проектируемого изделия, Т БП
рассчитывается по формуле:
Т БП
= Т
a
* К сл
* К ст
= 200 * 0,90 * 0,95 = 171 Н / час
Задание №3 (вариант №25)
Определить эффективность срока службы (долговечности) аналога проектируемого оборудования (машины)
Данные для выполнения задания берутся из таблицы 4.1.
| № |
Параметр
|
Корпус – К
|
Блок – А
|
Узел – Б
|
Деталь – В
|
| 1 |
Стоимость элемента машины (руб), Ц
i
|
10 005 045
|
3 000 000
|
4 000 000
|
3 000 000
|
| 2 |
Продолжительность планового ремонта (час), t
i
|
575
|
65
|
255
|
50
|
| 3 |
Количество рабочих, занятых на ремонте Z
i
|
49
|
47
|
3
|
46
|
| 4 |
Гамма-процентный ресурс элемента машины Y
i
|
67 695
|
7 795
|
6 495
|
570
|
| 5 |
Стоимость машины, руб, Ц м
|
20 005 045 руб.
|
| 6 |
Паспортный срок службы, Т м
|
70 (6 лет)
|
| 7 |
Продолжительность рабочей смены, час, t
p
|
8 часов
|
| 8 |
Число смен (n
см
) в рабочих сутках и рабочих днях (d
)
|
3 смены при количестве рабочих дней в году
d
= 250
|
| 9 |
Средняя зарплата, руб / час |
| Ремонтников |
ЗП р
= 345
|
| Оператора |
ЗП о
= 425
|
| 10 |
Продолжительность технического обслуживания (ТО
), час |
| 11 |
Техобслуживание №1 (ТО1
) |
47 |
| 12 |
Техобслуживание №2 (ТО2
) |
55 |
| 13 |
Число рабочих, занятых на ТО |
Z ro
= 3 человека |
| 14 |
Периодичность ТО1, час
ТО1 = 65
|
Периодичность ТО2, час
ТО2 = 245
|
Решение задания
1. Годовой фонд рабочего времени
, час (рассчитывается по формуле):
t
p
=
t
СМ
*
d
*
n
СМ
= 8 * 250 * 3 = 6000 часов
n
СМ
–
количество смен в сутках (принимается 3 смены)
t
СМ
– продолжительность смены (принимается 8 часов)
d
– 250 рабочих дней в году
2. Ресурс оборудования за срок службы
без учета простоя в ремонте и обслуживания, час (рассчитывается по формуле):
T
р
= Т м
*
t
p
= 6 (лет) * 6000 = 36
000 часов
3. Время простоя
оборудования в техническом обслуживании и в плановом ремонте по замене элементов машины, исчерпавших ресурс, час:
T
р
T
р
T
р
T
р
  T
п
= * t
k
+ *
t
k
+ *
t
k
+ *
t
k
=
Y
К
Y
А
Y
Б
Y
В
36 000 36 000 36 000 36 000
T
п
= * 575 + * 65 + * 255 + * 50 =
67 695 7795 6495 570
324 + 650 + 1525 + 3370 = 5 870
при этом фактическое время работы оборудования за срок службы рассчитывается по формуле:
Т ф
= Т м
-
T
п
= 36 000 – 5 673 = 30 130 часов
4. Стоимость элементов машины
, подлежащих замене, как выработавших ресурс рассчитывается по формуле:
T
ф
T
ф
T
ф
T
ф
С Д
= + + +
 Y
К
Y
А
Y
Б
Y
В
30 130 30 130 30 130 30 130
  С Д
= + + + =
67 695 7795 6495 570
= 0,445 + 3,867 + 4,658 + 53,165 = 60 360 рублей
5. Заработная плата ремонтникам
за ремонт по замене элемента «К»
рассчитывается по формуле (также рассчитываются и заработные платы ремонтникам по замене элементов «А», «Б» и «В»
):
Т ф
ЗП РК
= *
t
k
* З ПР
*
Z
РК
Y
k
30 130
ЗП РК
= * 575 * 345 * 49 = 4 367 015 рублей
67 695
30 327
ЗП РА
= * 65 * 345 * 49 = 4 612 960 рублей
7797
30 327
ЗП РБ
= * 25 * 345 * 49 = 2 182 027 рублей
6 497
30 327
ЗП РВ
= * 50 * 345 * 49 = 3 980 065 рублей
5 720
6. Заработная плата ремонтников
, занятых на техническом обслуживании, рассчитывается по формуле:
ЗП Р
=
ЗП РК
+ ЗП РА
+ ЗП РБ
+ ЗП РВ
ЗП Р
= 4 574 414 + 4 611 862 + 2 065 172 + 4 879 062 =
15 230 650 рублей
7. Заработная плата ремонтников
, занятых на техническом обслуживании
ЗП ТО
= 10 840 062 рублей
.
8. Суммарные затраты за срок службы
, обусловленные факторами долговечности деталей и узлов машины при расчетной 90 % процентной надежности рассчитываются по формуле:
Ц Д
= ЗП ТО
+ ЗП Р
+ С Д
Ц Д
= 10 840 062 + 15 230 650 + 60 360 = 26 131 072
9. Экономическую эффективность использования оборудования
в течение срока службы оценивают отношением затрат на ремонт и обслуживание к стоимости оборудования, рассчитывают по следующей формуле:
Э Д
= Ц М
/ Ц Д
* 100 % = 20 005 045 / 26 131 072 * 100 = 76, 5 %
Следовательно, можно сделать вывод, что данное оборудование является довольно экономичным.
Затраты на ремонт и обслуживание оборудования ненамного выше и в соотношении со стоимостью оборудования к концу службы, оно будет использовано на 76,5 %.
Список литературы
1. Гладкевич В. Надежность бытовой техники: учебное пособие. СПб., 1995
2. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструкторов: справочник, Л., 1984
3. Джонс Дж. К. Методы проектирования. М., 1986
4. Ильинский А.М. Управление качеством проектно-конструкторских разработок: учебное пособие. СПб., 2004
5. Коваленко Ю.Н. Краткий справочник архитектора. Киев, 1995
6. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн.1. / Под ред. П.Н.Учаева. 3-е изд. испр. М., 2002
7. Конструирование приборов: В 2-х кн. /Под ред. В.Краузе; Пер. с нем. В.Н.Пальянова; Под ред. О.Ф.Тищенко. М., 1998
|
