Управление тюнером спутникового телевидения

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 1722 мс.

1533ЛН1; 6 инверторов

Предельные значения параметров

Un=7 В       Uвх=7 В

Диапазон температур   -

Рекомендуемое значение Un=4,55,5 В

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 811 мс.

Статистические параметры в диапазоне температур - .

1533ЛЛ1; элемент 4 или (два входа)

Предельные значения параметров

Un=7 В       Uвх=7 В

Диапазон температур   -

Рекомендуемое значение Un=4,55,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур - .

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала 1214 мс.

1533ТЛ2; 6 триггеров Шмидта -инверторов

Предельные значения параметров

Un=7 В       Uвх=7 В

Диапазон температур   -

Рекомендуемое значение Un=4,55,5 В

Статистические параметры в диапазоне температур - .

Динамические параметры:

Время задержки распространения сигнала не более 22 мс.

572ПА1.

К140УД8

580 ВВ55.

Статистические параметры в диапазоне температур - .

КОНСТРУКТОРСКО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

РАЗДЕЛ

2.1. Патентный поиск.

В настоящее время широкое применение получили микропроцессорные средства, применяемые в устройствах управления бытовой аппаратурой. Патентов на данный вид схем мной обнаружено не было. Поэтому в качестве базовой модели возьмем устройство управления, применяемое в тюнере спутникового ТВ «Садко» 3В.025.006 ТУ, выпущенного ПО «Квант».

Характеристика тюнера в ТВ «Садко».

Технические параметры:

1.     Uпит=220 В (187242 В) 50 Гц.

2.     Диапазон рабочих частот: 0,951,75 ГГц.

3.     Рпот=50 Вт.

4.     Избирательность по соседнему каналу при расстройке ±25 МГц³20 db. Избирательность по зеркальному каналу при расстройке +960 МГц относительно нижней частоты 950 МГц³  20 db.

5.     Отношение сигнал / шум в канале изображения при Uном на входе (-70 db Вт) при Uвых видео (1±0,1) ³56 db.

6.     f зв=9501750 МГц.

7.     Uвых зв³5 мВ.

8.     f перестройки частоты звукового сопровождения 58,5 МГц.

9.     Непрерывная работа при сокращении параметров ТУ – не менее 8 часов.

10.            Предельные климатические условия:

-         влажность 93 % при Т=25°С.

-         Т=-40°С.

11.         Параметры при воздействии однократных ударов

а=15 д при tU=2 мс15 ис.

12.            Наработка на отказ: не менее 5*103 часов.

13.            Масса – 6,5 кг.

В данном тюнере спутникового телевидения применяется сенсорное управление с ручной настройкой на соответствующем канале. Перестройка производится с помощью подстроечных резисторов. Все это приводит к ограничению количества запоминаемых программ до восьми. Подача сигналов управления в остальные блоки тюнера осуществляется нажатием соответствующих кнопок на передней панели тюнера. Устройство управления выполнено по аналоговой элементной базе.

Все это приводит к ряду неудобств при технической эксплуатации тюнера данной модели. Большинства недостатков можно избежать при использовании в качестве основного элемента устройства управления процессора, который будет управлять деятельностью всей схемы управления.

Применение процессора в качестве основного элемента управляющей схемы приведет:

1.     К увлечению количества принимаемых каналов с 8 до 99 и их запоминанию.

2.     К увеличению быстродействия перестройки частоты от fmin до fmax. Скорость перестройки зависит от fтакт процессора.

3.     К увеличению точности настройки со строго определенным шагом.

4.     К увеличению количества принимаемых сигналов звукового сопровождения.

5.     К дополнительным удобствам при эксплуатации тюнера – наличие дистанционного управления, вывод сведений на экран о реальном времени, программирование времени включения тюнера.

6.     К уменьшению масса - габаритных размеров.

2.2 Разработка конструкции блока.

Блок является основным элементом при проектировании РЭА. Он объединяет печатные узлы и другие элементы. Разработку конструкции блока можно производить исходя из базовых несущих конструкций. Но в некоторых случаях, например при проектировании бытовой аппаратуры, целесообразно разрабатывать оригинальную несущую конструкцию. Это позволяет повысить коэффициент заполнения объема, уменьшить массу и габаритные размеры изделия.

Каркас блока выполнен из алюминия АД-1 толщиной 1 мм. Кожух блока, из-за требований, предъявляемых к прочностным характеристикам конструкции, выполнен из стального листа марки СТ10 толщиной 1 мм. Передняя панель выполнена также из стального листа марки СТ10 толщиной 1 мм.

Так как стальной кожух не стоек к коррозии, применено покрытие из анилинового красителя черного цвета, что обеспечивает необходимую антикоррозийную стойкость при эксплуатации и хранении.

Для пайки применяют припой ПОС – 61.

Габаритные размеры блока в длину и ширину соответственно: 505 мм и 300 мм.

Данные размеры определяются суммарными габаритными размерами плат и зазорами между ними. Высота определяется высотой трансформатора и шириной платы индикации и составляет 55 мм.

2.3. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса точности, габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки.

1.     По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы:

-         односторонние

-         двусторонние

-         многослойные

Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Несмотря на высокую стоимость, ДПП с металлизированными отверстиями характеризуются высокими коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры платы за счет плотного монтажа навесных элементов.

Для изготовления печатной платы в соответствии с ОСТ 4.010.022 и исходя из особенностей производства выбираем комбинированный позитивный метод.

2.     В соответствии с ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать четвертый класс точности печатной платы.

3.     Габаритные размеры печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Для ДПП максимальные размеры могут быть    400 х 400 мм. Габаритные размеры данной печатной платы удовлетворяют требованиям данного ГОСТа.

4.     В соответствии с требованиями ОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы на основании стеклоткани – стеклотекстолит СФ-2-50-1,5   ГОСТ 10316-78. Толщина 1,5 мм.

5.     В соответствии с ГОСТ 2.414078 и исходя из особенностей схемы, выбираем шаг координатной сетки 1,25 мм.

6.     Способ получения рисунка – фотохимический.

2.4. Конструкторский расчет элементов печатной платы.

1.     Шаг координатной сетки – 1,25 мм.

2.     Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току:

вmin1=, где

Imax=30 мА           t=0,02 мм             jдоп=75 А/мм2

3.     Определяем минимальную ширину проводника исходя из допустимого падения напряжения на нем:

вmin2=, где

Uдоп12 В*0,05=0,6 В  l=0,5 м        r=0,0175 []

вmin2==0,022 мм.

4.     Номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

d=dэ+êbdноê+Г,  Ddно=0,1 мм, Г=0,3 мм.

а) для микросхем

          dэ=0,5 мм   d=0,9 мм

б) для резисторов

          dэ=0,5 мм   d=0,9 мм

в) для диодов и стабилитронов

          dэ=0,5 мм   d=0,9 мм

г) для транзисторов

          dэ=0,5 мм   d=0,9 мм

д) для конденсаторов

          dэ=0,5 мм   d=0,9 мм

е) для разъема

          dэ=1 мм      d=1,4 мм

5.     Рассчитанные значения сводятся к предпочтительному ряду размеров монтажных отверстий:

0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм.

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий для разъема: d=1,5 мм.

6.     Минимальное значение диаметра металлизированного отверстия:

dminHплg, где Нпл=1,5 мм – толщина платы; g=0,25

dmin1,5*0,25=0,5 мм

7.     Диаметр контактной площадки:

D=d+Ddво+2вm+Dвво+(d2d+d2p+Dв2но)1/2

Ddво=0,5 мм;        вm=0,025 мм        Dвво=Dвно=0,05 мм

dр=0,05 мм;          dd=0,05 мм

Ddво+2 вm+Dвво+(d2d+d2p+Dв2но)1/2=0,05+0,05+0,05+(3*25*10-4)1/2=0,24

d=0,7 мм              D=0,95 мм

d=0,9 мм              D=1,15 мм

d=1,5 мм              D=1,75 мм

8.     Определение номинальной ширины проводника:

в=вMD+êDвНОê, где

вMD=0,15 мм; DвНО=0,05 мм

в=0,15+0,05=0,2 мм

9.     Расчет зазора между проводниками:

S=SMD+DвВО, где

DвВО=0,05 мм; SMD=0,15 мм

S=0,15+0,05=0,2 мм

10.            Расчет минимального расстояния для прокладки 2-х проводников между отверстиями с контактными площадками диаметрами D1 и D2.

l=+вn+S(n+1)+dl , где

n=2; dl=0,03 мм

l=1,05+0,4+0,6+0,03=2,1 мм.

2.5. Расчет параметров проводящего рисунка с учетом технологических погрешностей получения защитного рисунка.

1.     Минимальный диаметр контактной площадки:

Dmin=D1min+1,5hф+0,03

D1min=2(вм++dd+dp)

dmax1=0,9 мм

D1min=2(0,025+0,45+0,05+0,05)=1,15 мм

Dmin1=1,15+0,6=1,21

dmax2=1,5 мм

Dmin2=1,81 мм

2.     Максимальный диаметр контактной площадки:

Dmax=Dmin+(0,02…0,06)

Dmax1=1,21+0,02=1,23 мм

Dmax2=1,81+0,02=1,83 мм

3.     Минимальная ширина проводника:

вmin=в1min+1,5hф+0,03, где

в1min=0,15 мм

вmin=0,15+0,6=0,21

4.     Максимальная ширина проводника:

вmax= вmin+(0,02…0,06)

вmax=0,23 мм

5.     Минимальная ширина линии на фотошаблоне:

вмmin= вmin-(0,02…0,06)

вмmin=0,21-0,02=0,19 мм

6.     Максимальная ширина линии на фотошаблоне:

вмmax= вmin+(0,02…0,06)

вмmax=0,21+0,06=0,27 мм

7.     Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

S1min=L0-[Dmax/2+dp+ вmax/2+dl]

L0=1,25 мм

S1min=1,25-0,615-0,05-0.115-0,03=0,44 мм

8.     Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

S2min=L0-(Dmax+2dp)

L0=1,25 мм+0,3 мм=1,55 мм

S2min=1,25-1,23-2*0,05+0,03=0,20 мм

9.     Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой на фотоблоке:

S3min=L0-(Bmax+2dl)

L0=1,25 мм

S3min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46 мм

10.            Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой на фотоблоке:

S4min=L0-(Dмmax/2+dp+вмmax/2+dl)

L0=1,25 мм

S4min=1,25-0,575-0,05-0,135-0,03=0,46 мм

11.            Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотоблоке:

S5min=L0-(Dмmax+2dp)

L0=1,55 мм

S5min=1,55-1,25-0,1=0,2 мм

12.            Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотоблоке:

S6min=L0-(вмmax+2dl)

L0=1,25 мм

S6min=1,25-0,27-0,06=0,92 мм

2.6. Расчет проводников по постоянному току.

Наиболее важными электрическими свойствами печатных плат по постоянному току является нагрузочная способность проводников по току и сопротивление изоляции.

Практически сечение проводника рассчитывается по допустимому падению напряжения Uп на проводнике:

1.     Uп=           вп=0,23 мм           hф=0,02 мм

l=0,5 м                 r=0,0175         I=30 мА

Uп==57 мВ

Uп<Uзпу=0,4¸0,5 В

2.     Расчет сечения печатного проводника сигнальной цепи:

Sc  ³ ==6,6*10-4 мм

3.     Расчет сечения печатного проводника шины питания и земли:

Sпз ³ ==21,88*10-4 мм2

4.     Поверхностное сопротивление изоляции:

RS=                l3=0,96 мм            l=0,5 м

rS=5*1010 Ом

RS==9,6*107 Ом

5.     Объемное сопротивление изоляции:

RV=              rV=5*109 Ом*м

Sп=вп2=4,41*10-2 мм2              hпп=1,5 мм

RV==1,7*1014 Ом

6.     Сопротивление изоляции:

RU===9,6*107 Ом

7.     RU>103Rвх, где Rвх==10 кОм.

2.7. Расчет проводников по переменному току.

1.     Падение импульсного напряжения на длине проводника в l cм.

UL=Lпо             Lпо=1,8 ; DI=6 мА; tU=5 нс

UL=1,8 =2,16

2.     Максимальная длина проводника:

lmax<==185 cм

3.     Задержка сигнала при передаче по линии связи:

tз ==             e=5; m=1; t0=0,33 нс/м

l=0,5 м

tз=0,5*0,33=0,37 нс

4.     Взаимная индуктивность и емкость двух проводников:

                   lз             впр

                                                C11=0,09(1+e)lg(1+2впр/lз+впр2/lз2)=

                                                0,09(1+5)lg(1+2+()2)=0,1пФ/см

С1=С11l=0,3*50=5 пФ

М11=2(ln-1)=2(ln-1)=6,86 мГн/см

М1=М11l=6,86*0,5=3,43 мГн

                                      C21=

x=; f(x)=2arctg+ln(4x2+1)

x==13,04                f(x)=5,13

C21==0,047 пФ/см

С2=С12*l=2,35 пФ

М21=2=10,44 мГн/см

М2=М21*l=5,22 мГн

                                                С31=0,17e

С31=0,17*5=0,72 пФ/см

С3=С31*l=36 пФ

                                                С41=0,2e

С41=1+=1,31 пФ/см

С4=С41*l=68 пФ

5.     Между рядом расположенными проводниками существует электрическая связь через сопротивление изоляции RU, взаимную емкость С и индуктивность М, которая приводит к появлению на пассивной линии связи напряжения перекрестной помехи от активной линии. Надежная работа цифровых электронных схем будет обеспечена, если напряжение помехи не превысит помехоустойчивости логических схем

U=URU+UC+UL<UЗПУ

В состоянии лог. «1» помеха слабо влияет на срабатывание логического элемента, поэтому рассмотрим случай, когда на входе микросхемы лог. «0». При этом:

Uвх0=0,4 В            Uвых0=0,4 В          f=5*105Гц

Iвх0=0,1 мА           Iвых04 мА               Е0=2 В

Rвх0=4 кОм          Rвых0=100 Ом      

U==

==

=0,49*10-3ê6,2-j269,3ê=0,13 В<0,4 В

2.8. Оценка вибропрочности и ударопрочности.

1.     Оценка собственных частот колебаний платы:

f0=*

М=Мп+mрэ=авhr+mрэ=215*120*1,5*10-6+0,28=0,4 кг

Кa=К(a+b)1/2

К=22,37               a=1             b=g=0                   Кa=22,37

D=

f0= Гц

2.     Оценка коэффициента передачи по ускорению:

g(х, у)=

а(х, у) и ао – величины виброускорений в точке (х, у) и опорной соответственно:

g(х, у)=

e===6,37*10-3

h===0,42           K1(x)=K1(y)=1,35 из графика

g(х, у)=1,39

а(х, у)=а0g(х, у)=8g*1,39=11,13g

Оценка амплитуды виброперемещения.

1.     SB(x,y)=x0g(x,y)

x0==мм

SB=1,21*1,39=1,68 мм

2.     Определим максимальный прогиб печатной платы:

dВ=|SB(x,y)-x0|=0,47 мм

Вывод: адоп=15g>a(x,y)=11,13g

          0,003в=0,54 мм>dB=0,47 мм

Расчет ударопрочности.

1.     Частота ударного импульса:

w=           t=10-3 c       w=3140

2.     Коэффициент передачи при ударе:

Ку=2sin=2sin=0,45

=6,95 – коэффициент расстройки

3.     Ударное ускорение:

ау=Ну*Ку=15g*0,45=6,72g

4.     Ударное перемещение:

мм

Вывод:       адоп=35g>ay=6,72g

          0,003в=0,54 мм>Zmax=0,15 мм

5.     Частным случаем ударного воздействия является удар при падении прибора. Относительная скорость соударения:

V0=Vy+V0T

Vy=           H=0,1 м

V0T=Vy*KCB=1,41*0,68=20,97 м/с

V0=1,41+0,97=2.38 м/с

Действующее на прибор ускорение:

ап=2pV0f0=6,28*2,38*71,9=109g

aдоп=150g>aп=109g

2.9. Расчет теплового режима.

Размеры нагретой зоны:

l31=180 мм; l32=215 мм; l33=15 мм

Размеры блока:

ld1=220 мм; ld2=255 мм; ld3=55 мм

1.     Площадь блока.

Sd=2(ld1 ld2+( ld1+ ld2) ld3)=2(0,22*0,255+(0,22+0,255)0,055)=0,16 м2

2.     Поверхность нагретой зоны:

SH3=2(l31 l32+( l31+ l32) l33)=2(0,18*0,215+(0,18+0,215)0,015)=0,09 м2

3.     Удельная мощность, рассеиваемая блоком:

qd==93,75 Вт/м2

4.     Удельная мощность, рассеиваемая зоной:

qH3= Вт/м2

5.     Перегрев блока и нагретой зоны относительно окружающей среды:

   DТ,°С

	20 15 10 5

 

                                                                             DТ1=10°С - qd

                                                                             DT2=15°C - qНЗ

                   50      100     150     200      250  qd,qНЗ  Вт/м2

6.     Площадь вентиляции:

SBO=Sd*0,2=0,16*0,2=0,032 м2

7.     Коэффициент перфорации:

КПФ=

8.     Коэффициент, учитывающий перегрев при наличии вентиляционных отверстий:

Кm=У(КПФ)

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Km

                                                                   Km=0,5

                                0,1     0,2      0,3       0,4      0,5       КПФ

9.     Перегрев поверхности блока с учетом перфорации:

DТd=0,93*КmDТ1=0,93*0,5*10=4,65°С

10.            Перегрев нагретой зоны с учетом перфорации:

DТНЗ=КmDТ2=0,5*15=7,5°С

11.            Перегрев воздуха в блоке:

DТСП=0,6DТНЗ=0,6*7,5=4,5°С

12.            Удельная мощность, рассеиваемая компонентом:

qK===2555,4 Вт/м2

13.            Перегрев поверхности компонента:

DТК=DТНЗ(0,75+0,25)=7,5(0,75+0,25)=34,4°С

14.            Перегрев воздуха над компонентом:

DТСК=DТСП(0,75+0,25)=20,61°С

15.            Температура блока:

Тd=ТОС+DТd=25+4,65=29,65°С

16.            Температура нагретой зоны:

ТНЗ= ТОС+DТНЗ=25+7,5=32,5°С

17.            Температура воздуха в нагретой зоне:

ТСП= ТОС+DТСП=25+4,5=29,5°С

18.            Температура компонента:

ТК= ТОС+DТК=25+34,4=59,4°С

19.            Температура окружающей компонент среды:

ТСК= ТОС+DТСК=25+20,61=45,61°С

Тдоп=70°С>ТК=59,4°С

В данном блоке не нужна принудительная вентиляция, т.к. естественные условия допускают температурный режим.

2.10. Расчет качества.

Расчет качества будем производить по следующим показателям:

1.     Назначения.

2.     Надежности.

3.     Технологичности.

4.     Эргономико-эстетическим.

1)

Q==1,58, Q2=qimi

2) Основным показателем надежности является среднее время наработки на отказ:

ТсрБ=20*103ч       ТсрД=29*103 ч

qi=1,8   m2=1

3)

Q=1,25

4) Эргономико-эстетические.

Оценку будем вести по пятибальной шкале.

В данном случае учитывается более оригинальный вид, удобства в эксплуатации, увеличение количества принимаемых каналов.

Оценим комплексный показатель качества:

Qкомпл=1,58*0,3+1,8*0,2+1,25*0,2+1,67*0,3=0,474+0,36+0,25+0,501=

=1,587

2.11 Расчет надежности.

1.     Интенсивность отказов элементов в зависимости от условий эксплуатации изделия

l2=l02K1K2K3 К4Q2(T,KH)

l02 – номинальная интенсивность отказов

K1 и K2 – поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов. Для стационарной аппаратуры K1 =1,04; K2=1,03.

К3 – поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры. Для влажности 60¸70 % т Т=20¸40°С   К3=1.

К4 – поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха  К4=1,14.

K1K2K3 К4=1,22

Q2(КН,Т) – поправочный коэффициент в зависимости от температуры поверхности элемента и коэффициента нагрузки. Определяется по графикам: Парфенов “Проектирование конструкций РЭА” стр. 176.

Микросхемы: КSQ2=1,22*0,5=0,61

Резисторы: КSQ2=1,22*0,53=0,65

Конденсаторы: КSQ2=1,22*0,2=0.24

Диоды: КSQ2=1,22*0,5=0,61

Транзисторы: КSQ2=1,22*0.48=0,59

Резонаторы: КSQ2=1,22*0.1=0,122

lМС=0,013*10-6*0,61=7,9*10-9  1/ч

lR=0,043*10-6*0,65=2,78*10-8   1/ч

lC=0,075*10-6*0,24=1,83*10-8   1/ч

lCЭ=0,035*10-6*0,24=8,5*10-9   1/ч

lКВ=0,1*10-3*0,122=12*10-6   1/ч

lVD=0,2*10-6*0,61=12,2*10-8  1/ч

lVT=0,84*10-6*0,59=4,9*10-7  1/ч

lпайки=0,01*10-6*1,22=12*10-9  1/ч

lплаты=0,7*10-6*1,22=0,85*10-6  1/ч

LМС=7,9*10-9*23=1.8*10-7  1/ч

LR=2,87*10-836=10-6  1/ч

LC=1,83*10-8*23=4,2*10-7  1/ч

LCЭ=8,5*10-9*4=34*10-9  1/ч

LVD=1,22*10-7*6=7,3*10-7  1/ч

LVT=4,9*10-7  1/ч

LКВ=12*10-6*2=24*10-6  1/ч

LПЛ=0,85*10-6  1/ч

Lпайки=60*10-7  1/ч

2.     Интенсивность отказов узла:

L1==1,8*10-7+10-6+4,2*10-7+3,4*10-8+24*10-6+0,85*10-6+           +6*10-6+7,3*10-7+4,9*10-7=33,704*10-6     1/ч

3.     Вероятность безотказной работы для системы без резервирования равна:

Р(tp)=exp(-L1tp)=exp(-33,7*3*10-3)=0,91

Зададим tp=3000ч

4.     Среднее время наработки до отказа:

Т==29670,1ч

ТЕХНИКО-

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

РАЗДЕЛ

3.1. Предисловие.

Любое техническое решение может быть признано эффективным и принято к внедрению лишь после того, как будет доказана его техническая прогрессивность и экономическая целесообразность. Поэтому экономическое обоснование технических решений является обязательной составной частью дипломного проекта.

В дипломных проектах конструкторского направления должны быть отражены следующие технико-экономические вопросы:

1.     Технико-экономическое обоснование темы проекта.

2.     Выбор изделия прототипа.

3.     Технико-экономический анализ схемных и конструкторских решений.

4.     Расчет себестоимости и цены проектируемого изделия.

5.     Расчет эксплуатационных расходов.

6.     Общие выводы об экономической эффективности спроектируемого изделия.

В дальнейшем будем пользоваться методикой Р.Л. Корчагиной, которая изложена в учебном пособии по дипломному проектированию. «Технико-экономические обоснования при разработке радиоэлектронных приборов и устройств».

3.2. Расчет себестоимости устройства управления.

Расчет себестоимости устройства можно осуществить с помощью расчетно-аналитического метода. Его сущность сводится к тому, что прямые затраты на единицу продукции определяются путем нормативного расчета себестоимости проектируемого устройства по статьям калькуляции. По существующей классификации затрат принят следующий состав статей калькуляции:

1.     Сырье и материалы.

2.     Возвратные отходы.

3.     Покупные комплектующие изделия.

4.     Основная заработная плата производственных рабочих.

5.     Дополнительная заработная плата производственных рабочих.

6.     Отчисления на социальные нужды с заработной платы производственных рабочих.

7.     Расходы на подготовку и освоение производства.

8.     Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и социальные расходы.

9.     Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

10.            Цеховые расходы.

11.            Общезаводские расходы.

12.            Прочие производственные расходы.

13.            Внепроизводственные расходы.

Примечание: в таблицах будут использованы оптовые закупочные цены и тарифные ставки на 1.1.88 г., измененные с учетом коэффициентов: для материалов коэффициент увеличения 10000 раз, для комплектующих изделий К=5000; тарифные ставки – К=3000.

1.     Сырье и материалы.

Эта статья включает в себя затраты на основные материалы, расходуемые в нашем случае на изготовление печатного узла.

Таблица расхода материалов в расчете на 1 печатную плату:

Итого:                                     15000

В калькуляцию включается стоимость материалов с учетом транспортно-заготовительных расходов.

Получаем            15000*0,03=450 рублей.

Итого 15000+450=15450 рублей.

2.     Возвратные отходы.

Считаем, что они составляют 1% от стоимости материалов.

15450*0,01=155 рублей.

3.     Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги кооперирующихся предприятий.

Эта статья включает в себя затраты на приобретенные готовые изделия и полуфабрикаты.

Составим таблицу для расчета стоимости покупных комплектующих изделий.

Итого:                                                        335100 рублей

Транспортно-заготовительные расходы составляют 5% от общей стоимости комплектующих изделий:

335100*0,05=16755 рублей

Итого: 335100+16755=351855 рублей

4.     Основная заработная плата производственных рабочих.

Эта статья включает в себя основную заработную плату как производственных рабочих, так и ИТР, и других категорий работников за работу, непосредственно связанную с изготовлением продукции.

Основная заработная плата определяется прямым путем по формуле:

З0=Зт+Зп, где

Зт – заработная плата по тарифу

Зп – доплаты по сдельно- и повременно-премиальным системам (20%).

Зт=, где

t2 – трудоемкость по 2- му виду работ

Т2 – тарифная ставка по 2-му виду работ

n – количество видов работ (операций)

Определим трудоемкость сборочно-монтажных работ.

Итого:                                                                           149,8 мин

Покрытие лаком в 1 слой – 7,5 мин

Установка и крепление скоб

(4 ист.) на плате – 0,5*4=2 мин

Сборка разъемов – 16 мин

Итого общее время сборочно-монтажных работ:

149,8+7,5+2+16=173,3 мин=2ч 53 мин»3 часа

Укрупненный расчет трудоемкости по видам работ:

Расчет основной заработной платы производственных рабочих:

Итого зарплата по тарифу                                                  14410 руб

                              доплаты                                                  2880   руб

Итого основная заработная плата -                                              17290 руб

5.     Дополнительная заработная плата производственных рабочих включает в себя выплаты, предусмотренные законодательством о труде или коллективным договором.

Дополнительная заработная плата устанавливается в пределах 8¸10% от основной и составляет:

17290*0,1=1729 руб

6.     Отчисления на социальные нужды составляют 39 % от суммы основной и дополнительной заработной платы.

(17290+1729)*0,39=7420 руб

7.     Расходы на подготовку и освоение производства рассчитываются в процентах от основной заработной платы производственных рабочих 40¸60 %.

17290*0,5=8645 руб

8.     Расходы на износ инструмента и приспособлений целевого назначения и специальные расходы.

Для серийного производства, специализированного на выпуске данной продукции, эти расходы составляют 26 % от основной заработной платы производственных рабочих.

17290*0,26=4495 руб

9.     Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования составляют 40 % от основной заработной платы производственных рабочих:

17290*0,40=6915 руб

10.            Цеховые расходы для производства телевизионной техники: a=110 %.

17290*1,1=18935 руб

11.            Общезаводские расходы - b=50 % от основной заработной платы производственных рабочих.

17290*0,5=8645 руб

12.            Прочие производственные расходы составляют 38 % от ОЗП производственных рабочих.

17290*0,38=6570 руб

13.            Внепроизводственные расходы g=3 % от ОЗП производственных рабочих.

455102*0,03=13653 руб

Все расчеты сведем в таблицу:

Итого полная себестоимость:                                      455620 руб

3.3. Расчет оптовой цены изделия и сопоставительный анализ с базовым изделием.

В качестве базового варианта выбрано устройство управления тюнером предыдущей модели, который выпущен в продажу              ПО «Квант». Оптовая цена данного тюнера равна 1750000 рублей.

Для определения себестоимости тюнера новой модели будем использовать метод коэффициентов приведения. При расчете необходимо учитывать, что корпус поступает на участок сборки в уже собранном виде.

СU=K0, где

Сd - себестоимость базового блока (печатного узла)

Кпрi – коэффициент приведения по i-му блоку

n – количество блоков в изделии

К0 – коэффициент, учитывающий затраты на общую сборку, компоновку, регулировку.                   К0=1,1

n=4   Кпр1=1         Кпр2=1         Кпр3=1,5      Кпр4=0,5

Сd=455600 рублей

Скорп=0,2 Сd

Сu=1,1*4,2*Сd=2104872 руб

Оптовая цена с учетом рентабельности, равной 0,5

Цоп=Сu(1+0,5)=3157000 рублей

Для сравнения базовой модели с разрабатываемой необходимо их привести к сопоставимому виду.

Для выполнения аналогичных функций необходимо использовать как минимум 4 тюнера старой модели, значит

ЦопS=1750000*4=7000000 рублей.

3.4. Расчет годовых эксплуатационных расходов.

1.       По проектируемому варианту эксплуатационные расходы – расходы, связанные с эксплуатацией изделия.

а) Заработная плата обслуживающего персонала:

ИТР: Сз=[4КзFпТи(1+Kп)](1+Кс)

4 – численность инженерно-технических работников по нормам обслуживания

Кз – коэффициент занятости персонала обслуживанием данного прибора

Кз=0,1 прибор составляет 0,1 часть от всей аппаратуры комплекса

Fп – планируемый годовой фонд работы устройства Fп=1840 часов

Ти – часовая заработная плата инженера

Ти ==1700 рублей

Кс – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды

Кс=0,39

Кп – коэффициент, учитывающий размер премии  Кп=0,2

Сз=[1*0,1*1840* 1700(1+0,2)](1+0,39)=522000 руб

б) Расчет годовой суммы затрат на капитальный ремонт:

Ск=             Фd - балансовая стоимость прибора, руб

Фd=Ц0(1+Кдм)                          Кдм=0,1

Фd=3157000(1+0,1)=3472700 рублей

Нр – норма затрат на капитальный ремонт, %  Нр=1,8

Ск==62500 рублей

в) Затраты на текущий ремонт – составляют 3¸5 % от балансовой стоимости прибора.

Ср= Фd*0,05=173635 руб

г) Расходы на электроэнергию:

Сэ=МFпСквт-ч        М – мощность прибора, кВт

Fп=1840 ч            М=40*10-3 кВт

СкВт-ч – стоимость 1 кВт ч энергии           СкВт-ч=500 руб

Сэ=40*10-3*1840*500=36800 рублей

По проектируемому изделию эксплуатационные расходы составляют:

Ц1=522000+62500+173635+36800=795000 рублей

2.       По базовому варианту.

а) заработная плата обслуживающего персонала С3=522000 руб

б) расчет годовой суммы затрат на капитальный ремонт:

Ск=                       Фd=Ц0(1+0,1)

Фd=7000000(1+0,1)=7700000 рублей

Нр=1,8                  Ск=138600 рублей

в) затраты на текущий ремонт

Ср= Фd*0,05=385000 рублей

г) расходы на электроэнергию

Сэ=МFпСкВт-ч                 М=50*10-3кВт     Fп=1840 часов

Сэ=46000 рублей                   СкВт-ч=500 руб

По базовому изделию эксплуатационные расходы составляют:

Ц2=522000+138600+385000+46000=1090000 рублей

Разница между проектируемым и базовым приборами по эксплуатационным расходам составляет

Ц2-Ц1=1090000-795000=295000 рублей

3.5. Расчет годового экономического эффекта от внедрения спроектированного изделия.

Годовой экономический эффект от внедрения спроектированного изделия представляет собой суммарную экономию средств, полученную как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации.

Величина годового экономического эффекта определяется:

Э=

З1 и З2 – приведенные затраты по базовому и спроектированному варианту.

Принимаются равными оптовой цене

З1=1750000 рублей, З2=3157000 рублей

 - коэффициент приведения в сопоставляемый вид по срокам службы, р1 и р2 – величины, обратные срокам службы р1=р2=

a=4; ЕН=0,15

А2 – годовой объём производства нового изделия

Ц11 и Ц21 – годовые эксплуатационные расходы потребителя при использовании базового и спроектированного изделий.

Ц11-Ц21=295000 рублей.

А2=20000

a - коэффициент приведения вариантов в сопоставленный вид по производительности.

Э=(1750000*4-3157000+)2000=9831454500 рублей.

Сводная таблица технико-экономических показателей базового и спроектированного изделий.

Базовое изделие выполнено на аналоговой элементной базе и приводит к ряду неудобств при технической эксплуатации – сенсорное управление, 8 запоминаемых программ. Переход к цифровой элементной базе позволяет: увеличить количество принимаемых каналов до 99, использовать дистанционное управление, уменьшить потребляемую мощность, уменьшить массу изделия. Себестоимость и оптовая цена увеличиваются, но эксплуатационные расходы уменьшаются и мы имеем большой годовой экономический эффект.

Р А З Д Е Л

О Х Р А Н Ы

Т Р У Д А

4.1. Обеспечения требований охраны труда на операциях сборки устройства управления тюнером.

          Основными ОВПФ данного техпроцесса сборки устройства управления тюнером (как и любой другой бытовой радиоаппаратуры) является:

I.                   Наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ (расплавленный припой и пары входящего в его состав свинца, других неорганических соединений, продукты горения и пары флюса, пары технического этилового спирта и лаков).

II.                Опасность поражения электрическим током.

III.             Опасность возникновения пожара (вследствие применения в техпроцессе легковоспламеняющихся веществ: спирты, лаки, краски).

IV.            Недостаточная освещенность рабочих мест сборщика или радиомонтажника.

1.     Электромонтаж в данном техпроцессе производится припоем ПОС-61, содержащим 60% свинца. Свинец и его неорганические соединения по своему воздействию на организм человека относится к I классу опасности.

Предельно допустимая концентрация свинца и его неорганических соединений равна 0,01 мг/м3. По характеру воздействия на организм человека свинец одновременно относится ко многим группам: общетоксичен, мутагенный, влияющий на репродуктивную функцию.

Пары и продукты горения флюса, пары этилового спирта и лака относятся к общетоксичным, раздражающим веществам. Предельно допустимые концентрации этих веществ соответственно 550, 1000 и 400 мг/м3. Следовательно, для максимального снижения ОВПФ необходимо применение общей приточной вентиляции и местной вытяжной вентиляции на рабочих местах.

                             Зона дыхания

                                                                   Пары

Рисунок 1.

2.     Источником поражения электрическим током выступает электрооборудование, при прикосновении к металлическим частям которого может произойти поражение электрическим током высокого напряжения. Также поражение электрическим током может произойти при использовании инструмента и монтажных проводов с некачественной изоляцией.

Для устранения опасности электрического поражения электрооборудование имеет клеммы для заземления.

3.     При данном техпроцессе сборки (табл.4.1.) используются легковоспламеняющиеся вещества, поэтому в соответствии с ОНТП 24-86:

Категория помещения – Б (СНиП 02.09.02 – 85)

Степень стойкости – IV (СниП 02.01.02 – 85)

Эвакуационные выходы – 2

Средства пожаротушения -                                углекислотный

          огнетушитель                                            огнетушитель

          химический                                                ОУ-2-3-штуки

          пенный – ОХП-200-2 штуки.

4.     Экологические показатели отражены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

4.2. Расчет местной вытяжной вентиляции.

          Местная вытяжная вентиляция должна препятствовать попаданию ОВПФ в зону дыхания работающего (см. рисунок 1).

          Скорость всасывания воздуха в рабочем объеме отсоса в зависимости от токсичности удаляемых веществ составляет     0,51,5 м/с.

          Так как свинец относится к I классу опасности, принимаем скорость всасывания воздуха 1,5 м/с.

1)    Ширина стола монтажника:

В=1,2 м

2)    Верхний уровень паров:

h=(0,20.25) В              h=0,3 м

3)    Ширина щели одностороннего отсоса:

b==0,12 м

4)    Скорость воздуха в щели:

V=1,5 =1,5(20-15)=7,5 м/с.

 - перепад температур

5)    Объём воздуха, отсасываемого от стола монтажника:

Q=bhVк1к23600 [м3/час]

К1 – коэффициент, учитывающий подтекание воздуха к щели;к1=1

К2 – поправочный коэффициент;к2=12,5

Q=0,30,127,512,53600 = 2430 м3/час

          Приметим, что давление воздуха на выходе вентилятора     Р=44 кг/м3.

6)    Мощность на валу электродвигателя

N=PQ/3600Bn

B – КПД вентилятораB=0,37

n – КПД передачи, зависящий от вида (при непосредственной посадке на вал электродвигателя); n=1.

N=442430/360010,37=0,08 кВт

7)    Установочная мощность электродвигателя:

Nу=к3N

К3 – коэффициент запаса по мощности; к3=1,5

Nу=1,50,08=0,12 кВт

          Из таблицы, приведенной в справочном пособии, выбираем электродвигатель 4АА56А4.

          Характеристики вентилятора приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

4.3.Обеспечение производства печатного узла в чрезвычайных ситуациях. Обеспечение устойчивости производства изделий при нарушении поставок комплектующих элементов и материалов.

          Для обеспечения бесперебойного выпуска изделия необходимо прежде всего, обеспечить бесперебойное снабжение производства всеми видами комплектующих элементов и материалов, которые могут производиться на самом предприятии или получаться от предприятий поставщиков.

          В таблице 4.3. приведено распределение комплектующих элементов и материалов по месту изготовления и стандартизации. Из анализа данных, приведенных в данной таблице, можно сделать вывод о том, что производство устройства управления тюнером в значительной степени зависит от регулярности поставок комплектующих изделий поставщиками и своевременного изготовления непоставляемых изделий на самом предприятии – изготовителе.

          Обеспечить бесперебойную работу производства при нарушении ритмичных поставок комплектующих элементов  и материалов можно путем создания резервных запасов. Величина этих запасов должна рассчитываться таким образом, чтобы за счет созданного резерва комплектующих элементов и материалов можно было выпускать данное изделие на предприятии изготовителе в течение одного месяца  при установленной программе выпуска данного изделия в год. Исходными данными для расчета являются месячная программа выпуска изделия на данном предприятии, а также норма расходов комплектующих элементов и материалов на изготовление одного изделия. Нормы запасов для обеспечения месячной программы выпуска устройства управления тюнером приведены в таблице 4.4.

          При невозможности создания указанных выше запасов или при их частичной ли полной утрате, производство данного изделия на данном предприятии может быть обеспечено за счет полной или частичной замены комплектующих элементов, на их функциональные аналоги, и материалов на аналогичные, которые можно применять при изготовлении данного изделия. Возможные замены комплектующих элементов и материалов приведены в таблице 4.5. Как видно их таблицы, почти все комплектующие элементы, приведенные в ней, имеют замены, которые не приводят к нарушению существующего технологического процесса изготовления устройства управления  и ухудшению параметров его работы.

          Повышение устойчивости может быть достигнута за счет изменения технологического процесса, которое заключается в его упрощении  и заменой оборудования. Таблица 4.6.

Таблица 4.3.

«Распределение комплектующих элементов устройства управления тюнером по месту изготовления и стандартизации».

Таблица 4.4.

«Нормы расхода комплектующих элементов на одно изделие и месяц работы предприятия».

Таблица 4.5.

«Возможная замена комплектующих элементов и материалов».

Таблица 4.6.

«Замена основного технологического оборудования при упрощении технологического процесса».

Список литературы.

1.     Коффрон Дж. Технические средства микропроцессорных систем. – М.: Мир, 1983

2.     Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. – Л.: Машиностроение, 1987.

3.     Хоровиц П., Хеши У. Искусство схемотехники. –М.: Мир, 1986.

4.     Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем/справочник – М.: Радио и связь, 1986.

5.     Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник. – Челябинск: Металлургия, 1986.

6.     Якубовский С.В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1989.

7.     Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

8.     Павловский В.В., Васильев В.И., Гутман Т.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА / Пособие по курсовому проектированию для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 1982.

9.     Парфенов К.М. Проектирование конструкций РЭА. – М.: Радио и связь, 1989.

10.            Егоров В.А., Лебедев К.М. и др. Конструкторско-технологическое проектирование печатных узлов / Учебное пособие. – СПб, 1995.

11.            Корчагина Р.Л. Технико-экономические обоснования при разработке радиоэлектронных приборов и устройств. / Учебное пособие по дипломному проектированию. – Л.: Механический институт, 1988.

12.            Безопасность жизнедеятельности: Справочное пособие по дипломному проектированию / Под редакцией Иванова Н.И. и Фадина И.М. – СПб.: БГТУ, 1995.

Страницы: 1, 2, 3, 4