Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Мая 2013 в 14:23, дипломная работа
Таким образом, несмотря на продолжающиеся дискуссии о перспективах развития коммутационной и релейной техники, твердотельные реле имеют неоспоримые преимущества перед электромагнитными, обуславливающие расширение областей применения данных реле, и, в частности, широкое внедрение твердотельных реле в аппаратуру и устройства специального применения.
Содержание
Введение 7
1 Общая часть. Обзор состояния технического уровня мощных твердотельных реле
1.1 Анализ областей применения электромеханических и
твердотельных реле 9
1.2 Классификация твердотельных реле
1.2.1 Классификация ТТР по областям применения 11
1.2.2 Функциональная классификация 15
1.2.2.1 Реле переменного тока 16
1.2.2.2 Реле постоянного тока 23
1.3 Функциональные элементы твердотельных реле 28
1.3.1 Области преимущественного использования МОП МТ 29
1.3.2 Области преимущественного использования БМТ 30
1.3.3 Области преимущественного использования БТИЗ 32
1.4 Тепловые режимы твердотельных реле 34
2 Специальная часть. Конструктивно-технологические
особенности проектируемого изделия
2.1 Анализ технических требований 41
2.1.1 Конструктивные особенности реле 43
2.1.2 Электрические параметры реле 44
2.1.3 Стойкость реле к внешним воздействующим факторам 46
2.1.4 Надежность реле 46
2.2 Реализация конструкции изделия 47
2.2.1 Корпусное исполнение реле 47
2.2.2 Монтажная плата реле
2.2.2.1 Керамическая подложка 49
2.2.2.2 Проводящие пасты 52
2.2.2.3 Технические требования к монтажной плате 56
2.2.2.4 Монтаж компонентов на плату 57
2.2.3 Конструкция мощного твердотельного реле 60
2.3 Анализ параметров конструкции реле
2.3.1 Исследование опытных образцов реле 62
2.3.2 Методические указания по определению параметров
мощных реле 66
2.3.2.1 Контроль параметров реле в открытом состоянии 67
2.3.2.2 Контроль параметров реле в закрытом состоянии 71
2.3.2.3 Контроль параметров изоляции 73
2.3.2.4 Контроль динамических параметров 73
3 Расчетная часть. Расчет тепловых характеристик,
расчет надежности
3.1 Анализ и расчет тепловых характеристик
твердотельных реле 74
3.2 Расчет надежности твердотельного реле 84
4 Технологический раздел
4.1 Разработка технологической схемы сборки мощного
твёрдотельного реле 88
4.1.1 Анализ технологичности конструкции при сборке 88
4.1.2 Определение организационной формы сборки
мощного твердотельного реле 92
4.1.3 Поузловая сборка мощного твердотельного реле
4.1.3.1 Общие требования к сборке мощного
твердотельного реле 93
4.1.3.2 Разработка технологической схемы сборки
мощного твердотельного реле 94
4.2 Разработка техпроцесса изготовления ДМОП-транзистора 97
5 Организационно-экономический раздел
5.1 Общие сведения о разрабатываемом изделии 106
5.2 Конструкторская подготовка производства 107
5.2.1 Затраты времени на разработку технического задания 107
5.2.2 Затраты времени на разработку конструкторской
документации на стадии «Эскизный проект» 107
5.2.3 Затраты времени на разработку конструкторской
документации на стадии «Технический проект» 108
5.2.4 Затраты времени на разработку конструкторской документации
на стадии «Рабочая конструкторская документация» 110
5.2.5 Определение трудоемкости изготовления опытного
образца 112
5.3 Технологическая подготовка производства
5.3.1 Содержание и этапы технологической подготовки
производства 113
5.3.2 Расчет трудоемкости и объема работ технологической подготовки производства 113
5.3.3 Определение трудоемкости проектирования и изготовления технологической оснастки, инструмента, приспособлений 113
5.4 Трудоемкость технической подготовки производства 114
5.5 Расчет затрат на всех стадиях жизненного цикла изделия
5.5.1 Смета затрат на техническую подготовку производства 115
5.5.2 Расчет себестоимости и цены нового изделия 121
5.5.3 Построение графика безубыточности производства
изделия 124
5.6 Финансовые результаты хозяйственной деятельности 126
5.7 Определение интегрального показателя конкурентоспособности проектируемого изделия 128
5.8 Технико-экономические показатели проекта 133
6 Безопасность жизнедеятельности
6.1 Анализ потенциальных опасностей при производстве реле 135
6.2 Анализ вредных и опасных факторов при эксплуатации
изделия 137
6.3 Расчет системы освещения 137
6.4 Охрана окружающей среды 141
6.5 Обеспечение безопасности жизнедеятельности в ЧС. Пожарная
безопасность 144
Заключение 148
Список использованных источников 149
Приложение А 158
Приложение Б 161
Подставив числовые значения в выражение (5.11), получим, что при планируемом объеме производства (N=10 тыс. шт.) прибыль составит:
– для изделия коммутации постоянного тока:
П=207,89×10000 – (1041300+62,47 ×10000) = 412900 (руб.);
– для изделия коммутации переменного тока:
П=226,0×10000 – (1041300+76,67 ×10000) = 452000 (руб.).
На основе расчётов построим график безубыточности для изделия коммутации постоянного тока рисунок 4.1 и для изделия коммутации переменного тока рисунок 4.2
Рисунок 4.1 – График безубыточности для изделия коммутации постоянного тока
Рисунок 4.2 – График безубыточности для изделия коммутации переменного тока
Результатом хозяйственной деятельности предприятия является получение прибыли (убытка). Расчёт хозяйственной деятельности предприятия представлены в таблице 5.17 и в таблице 5.18.
Таблица 5.17 – Финансовые результаты (для изделия коммутации постоянного тока)
Наименование показателя |
Прибыль,руб. |
Убыток,руб. |
Примечание |
1 Выручка от реализации (отпускная цена с НДС) |
2453100,0 |
Цотп×П(таблица 5.15) | |
2 НДС |
374200,0 |
Таблица 5.15 | |
3 Доходы от реализации (отпускная цена без НДС) |
2078900,0 |
ст.1 – ст.2 | |
4 Затраты на производство |
1663100,0 |
Сполн×П | |
5 Прибыль от реализации |
415800,0 |
ст.3 – ст.4 | |
6 Доходы и расходы от внереализационной деятельности, в том числе по ценным бумагам и долевому участию в СП |
490620,0 |
Принять 20% от ст.1 | |
7 Балансовая прибыль |
906420,0 |
ст.5+ст.6 |
Таблица 5.18 – Финансовые результаты (для изделия коммутации переменного тока)
Наименование показателя |
Прибыль,руб. |
Убыток,руб. |
Примечание |
1 Выручка от реализации (отпускная цена с НДС) |
2666800,0 |
Цотп×П (таблица 5.16) | |
2 НДС |
406800,0 |
Таблица 5.16 | |
3 Доходы от реализации (отпускная цена без НДС) |
2260000,0 |
ст.1 – ст.2 | |
4 Затраты на производство |
1808000,0 |
Сполн×П | |
5 Прибыль от реализации |
452000,0 |
ст.3 – ст.4 | |
6 Доходы и расходы
от внереализационной деятельно |
533360,0 |
Принять 20% от ст.1 | |
7 Балансовая прибыль |
985360,0 |
ст.5+ст.6 |
Расчёт использования
Таблица 5.19 – Использование прибыли (для изделия коммутации постоянного тока)
Наименование показателя |
Сумма, руб. |
Примечание |
1 |
2 |
3 |
1 Балансовая прибыль |
906420,0 |
Таблица 5.17 |
2 Налог на прибыль |
217540,8 |
24%×ст.1/100% |
3 Чистая прибыль |
688879,2 |
ст.1 – ст.2 |
4 Отчисления в резервный ( |
103331,88 |
15% ×ст.3 |
5 Отвлечено на: |
||
5.1 фонды накопления |
309995,64 |
45% ×ст.3 |
5.2 фонды потребления |
206663,76 |
30% ×ст.3 |
5.3 благотворительные цели |
34443,96 |
5% ×ст.3 |
5.4 другие цели |
34443,96 |
5% ×ст.3 |
Таблица 5.19 – Использование прибыли (для изделия коммутации переменного тока)
Наименование показателя |
Сумма, руб. |
Примечание |
1 Балансовая прибыль |
985360,0 |
Таблица 5.18 |
2 Налог на прибыль |
236486,4 |
24%×ст.1/100% |
3 Чистая прибыль |
748873,6 |
ст.1 – ст.2 |
4 Отчисления в резервный ( |
112331,04 |
15% ×ст.3 |
5 Отвлечено на: |
||
5.1 фонды накопления |
336993,12 |
45% ×ст.3 |
5.2 фонды потребления |
224662,08 |
30% ×ст.3 |
5.3 благотворительные цели |
37443,68 |
5% ×ст.3 |
5.4 другие цели |
37443,68 |
5% ×ст. 3 |
Конкурентоспособность изделия — это его способность противостоять на рынке изделиям, выполняющим аналогичные функции.
Конкурентоспособность изделия оценивается по показателю конкурентоспособности, который показывает различие между сравниваемыми изделиями в потребительском эффекте, приходящемся на единицу затрат.
Показатель
, (5.12)
где IТЕХН – сводный индекс технических параметров изделия;
IЭКОН – сводный индекс экономических параметров изделия.
Если К > 1, то товар превосходит по конкурентоспособности образец.
Если K < 1, то товар уступает образцу.
Если К = 1, то товар находится на одном уровне конкурентоспособности с образцом.
Сводный индекс технических параметров IТЕХН определяется по формуле:
, (5.13)
где – относительный параметр качества изделия;
– коэффициент значимости (весомости) параметра, доли;
n – количество параметров качества, характеризующих изделие с точки зрения конкурентоспособности. Для объективности оценки количество технических параметров должно быть не менее трёх.
Относительный параметр качества изделия определяется по формуле:
, (5.14)
где РПР, РБАЗ − значения параметра качества проектируемого и базового изделий, соответственно.
Если улучшение параметров связано с уменьшением их количественных значений, то определяется по формуле обратной формуле (5.14).
Сводный индекс экономических параметров определяется по формуле:
, (5.15)
где ЦПР, ЦБАЗ − цена потребления проектируемого и базового изделий.
Цена потребления изделия определяется по формуле:
Ц = С + ИГОД ∙ Т, руб. (5.16)
где С − стоимость изделия, руб.;
ИГОД − годовые текущие издержки потребителя, руб.;
Т − предполагаемый
(нормативный) срок службы
Параметры, определяющие конкурентоспособность проектируемого изделия представлены в таблице 5.20 и 5.21 [94].
Таблица 5.20 – Параметры, определяющие конкурентоспособность проектируемого изделия для постоянного тока
Наименование параметра |
Единица измерения |
Твёрдотельное реле |
Коэффиц. весомости параметра | |
Базовое изделие HSSR-7111 |
Проектируемое изделие | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 Технические параметры | ||||
1.1 Ток утечки на выходе |
мкА |
10,0 |
1,0 |
0,35 |
1.2 Наработка на отказ |
тыс. ч |
40 |
50 |
0,2 |
1.3 Напряжение изоляции |
В |
500 |
1500 |
0,05 |
1.4 Время включения |
мс |
6,0 |
5,0 |
0,15 |
1.5 Максимальный допустимый входной ток |
мА |
20,0 |
25,0 |
0,25 |
2 Экономические параметры | ||||
2.1 Цена изделия |
руб. |
256,24 |
245,31 |
|
2.2 Срок службы изделия |
лет |
12 |
12 |
Таблица 5.21 – Параметры, определяющие конкурентоспособность проектируемого изделия для переменного тока
Наименование параметра |
Единица измерения |
Твёрдотельное реле |
Коэффиц. весомости параметра | |
Базовое изделие HSSR-7112 |
Проектируемое изделие | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 Технические параметры | ||||
1.1 Ток утечки на выходе |
мкА |
10,0 |
1,0 |
0,35 |
1.2 Наработка на отказ |
тыс. ч |
40 |
50 |
0,2 |
1.3 Напряжение изоляции |
В |
500 |
1500 |
0,05 |
1.4 Время включения |
мс |
6,0 |
5,0 |
0,15 |
1.5 Максимальный допустимый входной ток |
мА |
20,0 |
25,0 |
0,25 |
2 Экономические параметры | ||||
2.1 Цена изделия |
руб. |
272,34 |
266,68 |
|
2.2 Срок службы изделия |
лет |
12 |
12 |
По формуле (5.14) находится относительный параметр качества оборудования. Учитывая коэффициент весомости параметра, определяется индекс каждого технического параметра, а затем они суммируются, и находится сводный индекс технических параметров по формуле (5.15). Расчёты сводятся в таблицу 5.22 для изделия коммутации постоянного тока и в таблицу 5.23 для изделия коммутации переменного тока.
Таблица 5.22 – Расчет сводного индекса технических параметров проектируемого изделия
Технические параметры |
Относительный параметр качества проектируемого изделия |
Коэффициент весомости параметра |
Индекс технического параметра |
1 |
2 |
3 |
4 |
1.1 Ток утечки на выходе |
1,0/10,0=0,1 |
0,2 |
0,02 |
1.2 Наработка на отказ |
50/40=1,25 |
0,2 |
0,25 |
1.3 Напряжение изоляции |
1500/500=3,0 |
0,05 |
0,15 |
1.4 Время включения |
5,0/6,0=0,83 |
0,2 |
0,17 |
1.5 Максимальный допустимый входной ток |
25,0/20,0=1,25 |
0,35 |
0,44 |
Итого: |
|
Таблица 5.23 – Расчет сводного индекса технических параметров проектируемого изделия
Технические параметры |
Относительный параметр качества проектируемого изделия |
Коэффициент весомости параметра |
Индекс технического параметра |
1 |
2 |
3 |
4 |
1.1 Ток утечки на выходе |
1,0/10,0=0,1 |
0,2 |
0,02 |
1.2 Наработка на отказ |
50/40=1,25 |
0,2 |
0,25 |
1.3 Напряжение изоляции |
1500/500=3,0 |
0,05 |
0,15 |
1.4 Время включения |
5,0/6,0=0,83 |
0,2 |
0,17 |
1.5 Максимальный допустимый входной ток |
25,0/20,0=1,25 |
0,35 |
0,44 |
Итого: |
|
Определим конкурентную способность для изделия коммутации постоянного тока:
ЦБАЗ = 256,24 (руб.),
ЦПРОЕКТ = 245,31 (руб.).
По формуле (5.15) определим сводный индекс экономических параметров:
IЭКОН = .
По формуле (5.12) найдём показатель конкурентоспособности изделия:
К = .
Это значит, что проектируемое изделие является конкурентоспособным по отношению к базовому на 7%.
Аналогично определим
ЦБАЗ = 272,34 (руб.),
ЦПРОЕКТ = 266,68 (руб.).
По формуле (5.15) определим сводный индекс экономических параметров:
IЭКОН = .
По формуле (5.12) найдём показатель конкурентоспособности изделия:
К = .
Это значит, что проектируемое изделие является конкурентоспособным по отношению к базовому на 5%.
5.8 Технико-экономические показате
Сведем полученные результаты в таблицу 5.24 для реле коммутации постоянного тока и для реле коммутации переменного тока в таблицу 5.25 соответственно.
Таблица 5.24 – Технико-экономические показатели проекта для реле коммутации постоянного тока
Наименование показателя |
Единица измерения |
Значение показателя |
Примечание |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 Объем продаж |
шт. |
10000 |
Исходные данные |
2 Доходы от реализации |
руб. |
2078900,0 |
Таблица 5.17 |
3 Затраты на производство издели |
руб |
1663100,0 |
Таблица 5.17 |
4 Прибыль от реализации |
руб. |
415800,0 |
Таблица 5.17 |
5 Уровень рентабельности произво |
% |
25 |
Таблица 5.15 |
6 Трудоемкость технической подготовки производства |
нч |
2180,7 |
Таблица 5.5 |
7 Затраты на техническую подгото |
руб. |
74444,10 |
Таблица 5.10 |
8 Интегральный показатель конкур |
1,07 |
п.5.5 | |
9 Отпускная цена единицы прибора (с НДС) |
руб. |
245,31 |
Таблица 5.15 |
10 Срок окупаемости затрат |
год |
0,18 |
ст.7/ст.4 |
Информация о работе Электромеханические и твердотельные реле