Модернизация технологии сборки программно-определяемого приемника с кварцевым гетеродином. Часть 3

1 2 3

---

 

Охрана труда

Среди норм трудового права особое место занимают требования охраны труда. Требования охраны труда распространяются на все организации независимо от формы собственности, сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности. Они обязательны для исполнения при осуществлении любых видов деятельности, включая проектирование, строительство и эксплуатацию объектов, конструирование машин, механизмов и иного оборудования, разработку технологических процессов, организацию производства и труда. Требования по охране труда обязательны для исполнения как юридическими, так и физическими лицами.

В данном разделе необходимо спроектировать оптимальные условия труда при изготовлении и испытании программно — определяемого приемника с кварцевым гетеродином.

Цех в котором происходит изготовление и испытание, имеет следующие характеристики:

• длинна помещения – 10 м
• ширина помещения – 6 м
• высота помещения – 3,5 м
• число рабочих мест – 3
• естественное освещение – 3 окна
• общеобменная вентиляция
• местная вытяжка – 3 места

5.1 Анализ условий труда

Условиями труда является совокупность различных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье сотрудника, а также на отношение сотрудника к труду и степень удовлетворенности им.

На протяжении рабочего времени сотрудники выполняют следующие операции.

Радиомонтажник:

• нанесение паяльной пасты автоматическим дозатором;
• обслуживание автоматического установщика компонентов;
• обслуживание конвейерной печи.

Разработчик:

• монтаж настроечных элементов;
• контроль параметров;
• контроль, настройка плат, изделий;

Сборщик:

• монтаж соединителей на платы;
• установка разъемов в корпус;
• ручная сборка изделий.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 вредные производственные факторы имеют классификацию. По природе воздействия на человека и вредные производственные факторы подразделяются на:

• физические;
• химические;
• биологические;
• психофизиологические.

На сотрудников в процессе производственной деятельности будут воздействовать следующие факторы:

• подвижные части производственного оборудования;
• повышенная температура поверхностей оборудования, материалов;
• повышенный уровень шума на рабочем месте;
• недостаточная освещенность рабочей зоны;
• токсичность;
• монотонность труда;
• опасность поражения электрическим током.

Проведем анализ наиболее опасных факторов: токсичность, опасность поражения электрическим током, недостаточная освещенность рабочей зоны.

5.2 Местная вентиляция

 

При изготовлении программно-определяемого приемника используются технологические операции пайки при которой выделяются пары свинца. Свинец в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 относится к чрезвычайноопасным веществам, и имеет I класс опасности. В связи с выше проанализируем необходимость использования местной вытяжной вентиляции в комбинации с общеобменной.

Проведем расчет требуемого воздухообмена, который обеспечит удаление вредных веществ из помещения и снизит их концентрации.

Количество паров свинца (скорость их поступления в воздух рабочей зоны) мг/час можно рассчитать по следующей формуле (5.5):

Всв= n×m×Vпр×ρсв×кисп×λсв, (5.5)

Где n =3 – число рабочих мест, на которых проводится пайка;

m=150 – среднее число паек в час, 1/час;

Vпр= 0,001 – объем массы припоя на одну пайку, см3;

ρсв=11,34  – удельный вес свинца, г/см3;

кисп=0,001 – доля припоя, переходящего в пары;

λсв=0,62  – доля свинца в припое.

Всв=3×50×0,001×11,34×0,001×0,62=0,0032 г/час

В течении восьмичасовой рабочей смены количество накопленных паров свинца составляет ∑ВСВ = 0,0256 г/смена.

Объем помещения в котором производятся операции пайки V = 210 м3

Концентрация паров свинца будет составлять q = 0,12 мг/м3. Данная концентрация превышает предельно допустимую норму.

Следовательно необходимо предусмотреть местную вентиляцию в комбинации с общеобменной.

Определение потребного воздухообмена. В помещениях загрязненных вредными парами объем воздуха, G м3/ч, необходимого для снижения концентрации вредных веществ до допустимых рассчитывают по формуле (5.6).

Где В=3,2 – количество вредных веществ, выделяющихся в помещении за 1 час, мг/ч;

k = 1.5 – коэффициент;

q1, q2 – концентрация вредных веществ в приточном и удаляемом воздухе, мг/м3.

Концентрация q2 принимается равной предельно допустимой для свинца 0,01 мг/м3.

Тогда в соответствии с формулой (5.6)

Наибольшее количество операций пайки, а следовательно наибольшая концентрация свинца, на рабочем месте радиомонтажника использующего конвейерную печь. Произведем расчет воздушного зонта для данного рабочего места.

Воздушный зонт представляет собой металлический колпак, расположенный над источником вредных выделений (конвейерной печи).

Сечение всасывающего отверстия колпака должно иметь форму, геометрически подобную горизонтальной поверхности зеркала вредных выделений.

Размер в каждой из сторон всасывающего сечения колпака определяется по формуле (5.7):

B = b0 + 2×0,4×h=1.265 м, (5.7)

где b0 –  размер стороны зеркала выделения вредностей, м;

h – расстояние от поверхности источника выделений до приемного отверстия колпака, м.

При использовании конвейерной печи типа “SMD-TRASSA-5609” значения будут иметь следующие величины:

b0 = 0,465 м

h = 1 м

Значение h, обусловлено удобством работы на данном оборудовании.

Для равномерности всасывания угол раскрытия колпака примем равным 60°. Схема вытяжного зонта представлена на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5  Схема вытяжного зонта

 

Объем удаляемого воздуха Gзонт, м3/ч определяется по формуле (5.8):

Gзонт = 3600×Fзонт × vзонт, (5.8)

где Fзонт = 0,372 м2– площадь приемного отверстия колпака;

vзонт = 0,5 м/с– средняя скорость воздуха в приемном отверстии зонта.

Gзонт = 3600×0,372 м2×0,5м/с =670 м3/ч

5.3 Электробезопасность

Опасность поражения электрическим током является возникает при непосредственном соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями электроустановок, при прикосновении к металлическим корпусам электроприемников, случайно оказавшихся под напряжением, а также в результате действия шагового напряжения, появившегося вблизи мест замыкания токоведущих частей на землю.

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, порядка 2-3%, однако по числу травм с тяжелым исходом занимает одно из первых мест.

Зануление представляет собой металлическую связь между корпусом оборудования и нейтралью. Безопасность обеспечивается отключением поврежденного участка от сети и снижением напряжения на корпусе зануленного оборудования до безопасного значения. На рисунке 5.6 представлены схемы зануления.

а б

Рисунок 5.6 Схемы зануления: а) при однофазном КЗ; б) эквивалентная схема

Целью расчета является определение сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания защиты.

Ток потребляемый оборудованием и инструментом рассчитывается по формуле (5.9):
Где: P∑ — суммарная мощность оборудования. Исходя из технической документации на используемое оборудование P∑ = 4850 ВА.

UФ – фазное напряжение сети = 220В.

Номинальный ток защитного аппарата рассчитывается по формуле (5.10):

Где: К – кратность тока однофазного короткого замыкания на корпус к потребляемому току. Примем равным 1,5.

Тогда Iном = 11,025 А.

Для его срабатывания защитного устройства необходимо обеспечить протекание в цепи однофазного короткого замыкания достаточного по величине тока рассчитываемого по формуле (5.11):

Ток короткого замыкания в цепи рассчитывается по формуле (5.12):

Где ZТ – комплексное сопротивление обмоток трансформатора. Для общего питающего трансформатора мощностью 180 кВА, ZT = 0.345 Ом.

ZП – комплексное сопротивление петли фаза-ноль. Расчитывается по формуле (5.13):

Где:    rФ — активная составляющая сопротивления фазного провода;

rH — активная составляющая сопротивления нулевого провода;

xн — индивидуальная составляющая сопротивления петли.

Так как rф = rн, а xн настолько мало, что им можно пренебречь, то:

ZH = 2 × rH

rФ = rH= ZH / 2=0,75 Ом

 

Найдем необходимое сечение провода по формуле (5.14):

 

Где: ρФ – удельное сопротивление провода при 200С (для меди 0,018 Ом*мм2/м);

lФ – длинна фазового провода (ориентировочно 20м).

Тогда SФ = 0,49 мм2.

Проведем расчет величин необходимых для выбора защитного устройства.

Определим напряжение прикосновения по формуле (5.15):

Максимальный ток через тело человека определим по формуле (5.16):

Допустимое время срабатывания защиты определим по формуле (5.17):

В качестве защитного устройства исходя из рассчитанных параметров выберем автоматический выключатель ВА04-36 13А.

При назначении работника на самостоятельную работу необходимо организовать теоретическую подготовку персонала, включающую изучение правил техники безопасности, правил технической эксплуатации, инструкций действующих на предприятии. По окончании обучения квалификационная комиссия проверяет знания работника и присваивает ему группу по электробезопасности. В процессе работы персонал должен проходить систематическое обучение, инструктаж.

5.4 Комбинированное искусственное освещение

Проведем анализ и выбор освещения в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»

Естественное освещение — осуществляется через окна в наружных стенах здания. Искусственное освещение — используется при недостаточном естественном освещении и осуществляется с помощью двух систем: общего и местного освещения. Общим называют освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения. Местным называют освещение, предназначенное для определённого рабочего места.

В качестве радиокомпонентов используются преимущественно компоненты поверхностного монтажа имеющие малый размер в соответсвии с СНиП 23-05-95 по классификации разряда зрительной работы выполняемые операции относятся к II разряду. Нормами предусматривается обязательное устройство совмещенного освещения в производственных помещениях где производятся работы по данному разряду работ.

Освещенность при системе комбинированного освещения на участках сборки радиоаппаратуры должно соответствовать 500лк и более.

Допускается установка светильников местного освещения для подсветки рабочего места. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности.

При выборе нормы для комбинированного искусственного освещения учитывается вид работы. Для данного случая в соответствии со СНиП 23-05-95

Eнкомб=1000 лк, а Eнобщ=500 лк.

Тогда Енмест= 1000 — 500 = 500 лк.

Расчёт системы общего освещения производится методом коэффициента использования светового потока, который выражается отношением светового потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Его величина зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемой коэффициентами отражения стен и потолка.

 

Общий световой поток определяется по формуле (5.18):

Fобщ = (Eнобщ · S · z1 · z2) / n (5.18)

 

где Енобщ   = 500 лк;

S — площадь помещения,  м2;

z1 =1,5 — коэффициент запаса, который учитывает износ и загрязнение светильников;

z2 =1,2- коэффициент, учитывающий неравномерность освещения   ;

n — коэффициент использования светового потока выбирается из таблиц в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка помещения.

Наиболее приемлемыми для помещения являются люминесцентные лампы ЛБ (белого света) или ЛТБ (тепло-белого света), мощностью 20, 40, 65 или 80 Вт.

В системе общего освещения используем светильники типа       ЛСП13 — 2·65 — 06.

Определим площадь помещения, если его длина Lд = 10 м, а ширина Lш = 6 м по формуле (5.19)

S = Lд · Lш =10 · 6 = 60 м2  (5.19)

Индекс помещения найдем по формуле   (5.20)

i = (Lд · Lш) / hп · (Lд + Lш) = 0.7 (5.20)

 

где hп — высота помещения = 3,5 м.

Выберем из таблицы коэффициент использования светового потока светильники типа ЛСП13 — 2·65 — 06 по следующим данным:

— коэффициент отражения побеленного потолка Rп=70%;

— коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску Rст=50%.

Тогда согласно таблице коэффициентов находим (для люминесцентных ламп i = 0.7) n=0.38.

Подставив значения в формулу (5.18) определим общий световой поток:

Fобщ = (500 · 60 · 1.5 · 1.2) / 0.38 = 14205,26 лм

Световой поток одной лампы ЛБ 65 составляет F1=4600 лм (ГОСТ 6825-91), следовательно, для получения светового потока Fобщ = 142105,3 лм необходимо N ламп, число которых можно определить по формуле (5.21)

N = Fобщ / F1 (5.21)

Подставив значения в формулу (5.21) получим:

N = 142105,26 / 4600 = 30 ламп

Таким образом, необходимо установить 30 ламп ЛБ 65.

Электрическая мощность всей осветительной системы вычисляется по формуле (5.22)

Pобщ = P1 · N ,   Вт          (5.22)

где Р1 — мощность одной лампы = 65 Вт;

N — число ламп = 30.

Подставив значения в формулу (5.22) получим:

Робщ = 65 · 30 = 1950Вт.

Для исключения засветки рабочего места прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения персонала и стене с окнами. Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зависимости от величины естественной освещённости и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.

Для расчета местного освещения используем точечный метод  (5.23)

Fмест = (1000 · Eнмест · k1) / e (5.23)

где Енмест = 500 лк;

z1 =1,5 — коэффициент запаса, который учитывает износ и загрязнение светильников;

е — условная освещенность (выбирается по графикам пространственных изолюксов). Для данного рабочего места е = 650 лк (где высота подвеса светильника над уровнем рабочей поверхности h = 170 см и расстояние от следа светильника на уровень рабочей поверхности до расчетной точки         d = 100 см).

Подставив значения в формулу (5.23) получим:

Fмест = (1000 · 500 · 1.5) / 650 = 1153 лм

Тогда, для освещения рабочего места выбираем лампу местного освещения типа ЛБУ 22 со световым потоком 1100 лм.

Определим качественные показатели спроектированной системы освещения.

Коэффициент неравномерности освещения. Для люминесцентных ламп данный показатель имеет значение Z=1,1. Используя этот показатель можно определить минимальную и максимальную освещенность

Emin=E/Z = 454 лк Emax = E*Z = 550 лк

Вычислим коэффициент пульсации освещенности по формуле (5.24):

Подставив значения в формулу 5.24 получим К=9,6%

 

 

Равномерность распределения яркости определим по формуле (5.25):

R=1,22

Показатель ослепленности, критерий оценки слепящего действия осветительной установки рассчитывается по формуле (5.26):

Где: S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при отсутствии слепящих источников в поле зрения. В рассматриваемом случае S = 1,03, следовательно P=30.

Показатель дискомфорта, критерий оценки дискомфортной блеклости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, определяется по формуле (5.27):

Где: MТ – основное значение показателя выбранное из таблиц, на основании размеров помещения МТ = 18;

м – поправочный коэффициент, определяемый по формуле (5.28):

где: Ф – фактический поток светильника;

σ – площадь выходного отверстия светильника (1210х270 мм)

м = 2,04

Показатель дискомфорта будет составлять М=37

Проведем сравнение рассчитанных качественных показателей системы освещенности с требованиями предъявляемыми СНиП 23-05-95. Данные представим в таблице 5.3.

Таблица № 5.3 Сравнение качественных показателей системы освещения

Заключение

В технологическом разделе дипломного проекта была разработана схема сборности разрабатываемого устройства, на основании проведенного анализа было принято решение о последовательной сборки изделия. Приведены обоснования технологических операций сборки и используемого оборудования в процессе сборки и монтажа. Разработана методика проверки параметров сборочных узлов и всего устройства в целом. Произведена оценка технологичности разработанного устройства и конструкция была признана технологичной. В заключении разработана маршрутная карта сборки программно-определяемого устройства.

Разрабатываемый приемник подключается к звуковой карте персонального компьютера, относится к первому уровню программно-определяемого оборудования. Характеризуется ограниченными функциями программного управления. Позволяет организовать поддержку многостандартности. Имеется возможность записи принимаемого сигнала на жесткий диск компьютера, отображение принимаемого спектра сигнала на экране монитора, в зависимости от программного обеспечения установленного на компьютере различные функции анализа принимаемого сигнала. Данный приемник работает под управлением ряда бесплатно распространяемых программ для программно – определяемого радио. Применение технологии программно-определяемого радио позволяет изменять параметры беспроводного радиооборудования на уровне программного обеспечения.

Данная разработка имеет применение в ряде областей, в том числе учебные профессиональные центры, радиомониторинг, радиосвязь, радиолокация, радиооповещение и т.д.

В части разработки технологии сборки и монтажа устройства были рассчитаны уровень технологичности конструкции КУТ = 1,04, разработана схема сборности, в которой представлены все операции, их последовательность и используемые детали.

В разделе охраны труда проведены расчеты местной вентиляции, комбинированного искусственного освещения, для производственного помещения с целью обеспечения оптимальных условий труда рабочего персонала.

Кроме того эксплуатация данного приемника выгодна с экономической точки зрения. Из выше изложенного видно, что применение разработанного приемника экономически выгодно.

 

Список литературы

1. Печень Г., Абрамов С. Software-Defined Radio// КВ и УКВ-2006, №9 с. 19-22
2. Tasic Sinisa, Простые высокоэффективные устройства для Software-Defined Radio// КВ и УКВ-2006, №10, 11, 12
3. Хлюпин Н. SDR – приемник// Радио-2010, №12, с.51-55.
4. ОСТ 4 ГО.070.030 ««Аппаратура радиоэлектронная системы охлаждения выбор способа охлаждения»
5. Борисенко Т.М., Гельфман Т.Э. Основы надежности. Методические указания по дипломному проектированию. М: МИРЭА 2007.
6. ГОСТ Р 15.201.2000 «Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно – технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.»
7. Валетов В.А., Кузьмин Ю.П. Технология приборостроения. С-Пб.: ИТМО-2008.
8. Гормаков А.Н., Воронина Н.А. Конструирование и технология электронных устройств приборов. Печатные платы. Томск: ТПУ-2006.
9. Ивченко В.Г. Конструирование и технология ЭВМ. Таганрог 2001.
10.  Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

---

1 2 3