Грунюшкин А.Н_МСб-1201. Исследование штамповки кузовных деталей легкового автомобиля из магниевых сплавов
 Скачать 2.42 Mb.
|
|
Таблица 11 – Расходы на заработную плату Исполнители Месячный оклад, руб. Средняя дневная ставка, руб. Время занятости, дн. Сумма зарплаты, руб. Техник 6000 82,0 55,5 4551 Руководитель 24000 653,0 15 9795 Суммарная заработная плата ЗПЛ бр , руб. 14346 77 Отчисления на социальные нужды вычисляются по формуле (13): = руб., (13) где – норма отчислений на социальные нужды, 28%. Общие расходы на бакалаврскую работу определяются по формуле (14): руб. (14) Из проделанных расчетов видно, что затраты на бакалаврскую работу составляют 42704 руб., при длительности ее выполнения 55,5 дней. 5.4 Расчет экономической эффективности Годовая экономия от снижения расхода топлива вычисляется по формуле (15): , V ) К Ц ) g g ( Z 1 , 0 ( Э т т тн тб г 1 (15) где – средний годовой пробег автомобиля, тыс. км; – расход топлива базового и модернизированного автомобиля, л/100 км; – цена топлива за 1 л; – коэффициент повышения расхода топлива в зимний период, =1,04; – средняя скорость автомобиля, км/ч. 4306 80 ) 04 , 1 5 , 34 ) 7 8 ( 15 1 , 0 ( Э 1 руб. Эффект от снижения массы материала определяется по формуле (16): (16) где – снижение массы автомобиля, кг; – цена стального проката, руб/кг. 16200 120 135 Э 2 руб. Суммарный экономических эффект определяется формулой (17): 2 1 Э Э Э 16200+4306=20506 руб. (17) 100 ЗПЛ Н O бр соц. н с 88 , 4016 100 14346 28 соц. Н 42704 43 100 ) 88 , 4016 14346 ( 43 100 ) О ЗПЛ ( З н с бр бр г Z тн тб g , g т Ц т К т К V , Ц m Δ Э м 2 m Δ м Ц 78 Срок окупаемости нового материла вычисляется по формуле (5.10): 2 20506 42704 T ок года (18) В результате внедрения нового материала затраты на исследовательскую работу составили 42704 руб, а экономический эффект от снижения расхода топлива и массы материала составил 20506 руб., при сроке окупаемости затрат в течение двух лет. 79 6. Безопасность и экологичность технического объекта 6.1 Конструктивно-технологическая характеристика объекта Таблица 12 - Технологический паспорт объекта № п/ п Рабочий процесс Вид выполняемых работ Наименование должности работника, выполняющего процесс Оборудование, техническое устройство, приспособление Материалы, вещества 1 Работа на ПЭВМ Поиск и считывание информации студент учреждения высшего образования Портативная ПЭВМ (ноутбук), периферийные устройства (многофункциона льное устройство, роутер, зарядное устройство) Пластмасса, металл Компьютерное моделирование Ввод информации Вывод информации с помощью принтера 6.2 Идентификация профессиональных рисков Таблица 13 – Идентификация профессиональных рисков № п/п Вид выполняемых работ Опасный и /или вредный производственный фактор Источник опасного и / или вредного производственного фактора 1 Выполнение исследовательской бакалаврской работы Повышенные уровни статического электричества и Ноутбук и периферийные устройства 80 Продолжение таблицы 13 1 Выполнение исследовательской бакалаврской работы Пониженный или повышенный уровень освещенности рабочей зоны Источник искусственного освещения Недостаток или отсутствие естественного света - Прямая и отраженная блескость Дисплей ноутбука (глянцевый) и другие рабочие поверхности Пониженная или повышенная яркость и контрастность Дисплей ноутбука Повышенный уровень шума Многофункциональное устройство Содержание в воздухе рабочей зоны оксида углерода, озона, аммиака, фенола, формальдегида и полихлорированных фенилов; Ноутбук и периферийные устройства Повышенная запыленность воздуха рабочей зоны Ноутбук и периферийные устройства Пониженная влажность воздуха рабочей зоны Ноутбук и периферийные устройства Повышенное содержание в воздухе положительных аэроионов Ноутбук и периферийные устройства 81 Продолжение таблицы 13 1 Выполнение исследовательской бакалаврской работы Повышенное значение напряжения в электрической цепи Зарядное устройство Повышенная напряженность электрического поля Ноутбук и периферийные устройства Монотонность трудового процесса - Статические нагрузки - Нервно-эмоциональные перегрузки - Умственное перенапряжение - Перенапряжение зрительных анализаторов - 6.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков Таблица 14 – Организационно-технические методы и технические средства снижения негативного воздействия опасных и вредных производственных факторов № п/п Опасный и / или вредный производственный фактор Организационно-технические методы и технические средства защиты, снижения, устранения опасного и / или вредного производственного фактора Средства индивидуальной защиты работника 1 Повышенные уровни статического электричества и электромагнитных излучений Применение защитных очков; Защитные очки Сохранение оптимального расстояния между пользователем и компьютером - Рациональное расположение источников электромагнитных излучений 82 Продолжение таблицы 14 1 Повышенные уровни статического электричества и электромагнитных излучений Заземление ПЭВМ Проветривание и влажная уборка помещения Применение увлажнителей воздуха Увлажнитель воздуха 2 Пониженный или повышенный уровень освещенности рабочей зоны Использование настольных ламп с более естественным светом Люминисцентная настольная лампа 3 Недостаток или отсутствие естественного света Соответствующая расположение рабочего места и оконных проемов (естественный свет должен падать на рабочий стол слева) - 4 Прямая и отраженная блескость Оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока - 5 Пониженная или повышенная яркость и контрастность Регулирование яркости и контрастности дисплея - 6 Повышенный уровень шума Расположение многофункционального устройства на максимально возможном расстоянии - 7 Содержание в воздухе рабочей зоны оксида углерода, озона, аммиака, фенола, формальдегида и полихлорированных фенилов; Систематическое проветривание и влажная уборка помещения - Заправка тонерного картриджа лазерного принтера только в специализированных помещениях 8 Повышенная запыленность Регулярное проветривание и влажная уборка помещения - 83 Продолжение таблицы 14 9 Пониженная влажность воздуха рабочей зоны Регулярное проветривание и влажная уборка помещения Увлажнитель воздуха Применение увлажнителей воздуха 10 Повышенное содержание в воздухе положительных аэроионов Регулярное проветривание и влажная уборка помещения Использование ионизаторов воздуха (насыщение воздуха отрицательно заряженными ионами) 11 Повышенное значение напряжения в электрической цепи Заземление ПЭВМ Розетка и вилка шнура электропитания с заземляющим контактом 12 Психофизиологическ ие опасные и вредные производственные факторы Соответствующее показателям эргономики оборудование рабочего места пользователя (размеры стола, стула) Наличие перерывов при работе с проведением физкультурных пауз Проветривание помещения 6.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта Таблица 15 – Идентификация классов и опасных факторов пожара № п/ п Участок, подразде ление Оборудование Класс пожара Опасные факторы пожара Сопутствующие проявления факторов пожара 1 Жилая комната Портативная ПЭВМ и периферийные устройства В, Е Пламя и искры; повышенная температура окружающей среды; повышенная концентрация токсичных продуктов Вынос (замыкание) высокого электрического напряжения на 84 Продолжение таблицы 15 1 Жилая комната Портативная ПЭВМ и периферийные устройства В, Е горения и термического разложения; пониженная концентрация кислорода; снижение видимости в дыму (в задымленных пространственных зонах) токопроводящие части оборудования, изделий и иного имущества; образующиеся радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду Таблица 16 – Организационные (организационно-технические) мероприятия по обеспечению пожарной безопасности. Наименование технического объекта Наименование видов реализуемых организационных (организационно- технических) мероприятий Предъявляемые требования по обеспечению пожарной безопасности, реализуемые эффекты Портативная ЭВМ и периферийные устройства Соблюдение техники безопасности при работе на ПЭВМ; Работоспособное состояние ПЭВМ и периферийных устройств Соблюдение температурного режима работы ПВЭМ; Регулярная проверка состояния электрооборудования ПЭВМ 85 6.5. Обеспечение экологической безопасности технического объекта Таблица 17 – Идентификация экологических факторов технического объекта Наименование технического объекта, производственно- технологического процесса Структурные составляющие технического объекта, производственно- технологического процесса (производственного здания или сооружения по функциональному назначению, технологические операции, оборудование), энергетической установки, транспортного средства и т.п. Негативное воздействие технического объекта на атмосферу (вредные и опасные выбросы в окружающую среду) при утилизации Негативное воздействие технического объекта на гидросферу (образующие сточные воды, забор воды из источников водоснабжения) Негативное воздействие технического объекта на литосферу (почву, растительный покров, недра) (образование отходов, выемка плодородного слоя почвы, отчуждение земель, нарушение и загрязнение растительного покрова и т.д.) ПЭВМ Портативная ЭВМ и периферийные устройства Интенсивное выделение вредных веществ, испарений, газов Загрязнение продуктами разложения полимерных материалов 86 Таблица 18 – Разработанные организационно-технические мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия технического объекта на окружающую среду Наименование технического объекта ПЭВМ Мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия на атмосферу - использование современных безотходных методов утилизации - повышенный контроль за процессом утилизации - использованных технологических материалов Мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия на гидросферу Мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия на литосферу В разделе «Безопасность и экологичность технического объекта» приведена характеристика процесса работы за ПЭВМ, виды производимых операций, должности работников, используемое оборудование, материалы (таблица 12). Проведена идентификация профессиональных рисков при работе на ПЭВМ. Опасные и вредные производственные факторы описаны в таблице 13 Разработаны методы и средства снижения профессиональных рисков (таблица 14). Проведена идентификация класса пожара и опасных факторов пожара (таблица 15). Разработаны мероприятия по обеспечению пожарной безопасности при работе на ПЭВМ (таблица 16). Идентифицированы экологические факторы (таблица 17) и разработаны мероприятия по обеспечению экологической безопасности технического объекта (таблица 18). 87 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Установлено, что использование магниевых сплавов в конструкции легкового автомобиля позволяет снизить массу автомобиля на 135 кг, а расход топлива на 12%. 2. Определено что наиболее перспективным магниевым сплавом для листовой холодной штамповки является материал AZ31B-O c выраженной анизотропией свойств. 3. С помощью численных методов, выявлено что модель материала Барлата наиболее точно описывает поведение материалов, используемых при операциях листовой штамповки. 4. Коэффициенты анизотропии магниевого сплава AZ31B-O: ; 7 , 1 R 0 6 , 2 R 45 ; 3 , 4 R 90 обеспечивают высокую пластичность при двухосном растяжении и недостаточную при сжато-растянутой схеме деформации. 5. Пластические свойства магниевого сплав AZ31B-O при комнатной температуре не позволяют использовать его для вытяжки крупных и глубоких листовых деталей. 6. Экономическая эффективность данного исследования составила 20506 руб. при сроке окупаемости 2 года. В настоящее время использование листовых магниевых сплавов в качестве кузовных деталей в серийно-выпускаемых автомобилях является нерешенной задачей по целому ряду причин: большие производственные затраты при получении листов и проведении штамповочных операций, недостаточность исследований, по особенностям пластической деформации ГПУ металлов, низкая формуемость листа при комнатной температуре, а также большие затраты на осуществление коррозионной защиты. В связи с этим необходимо разрабатывать новые и малозатратные технологии получения магниевых листов, получать новые магниевые сплавы, обладающие наилучшими пластическими свойствами, набирать опыт по 88 созданию новых технологий штамповки и методов коррозионной защиты с обеспечением минимальных производственных затрат. 89 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Основы конструкции автомобиля : учебник для вузов / А. М. Иванов, А. Н. Солнцев, В. В. Гаевский [и др.]. – M. : ООО Книжное издательство «За рулем», 2005. – 336 c.: ил. 2. Магниевые сплавы. Справочник. Ч. 1. Металловедение магния и его сплавов. Области применения / М. Б. Альтман [и др.]. – М. : «Металлургия», 1978. 232 с. 3. Аверкиев, Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по специальностям «Машины и технология обработки металлов давлением и «Обработка металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. – М. : Машиностроение, 1989. – 304 с.: ил. 4. Зубцов, М. Е. Листовая штамповка: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением» / М. Е. Зубцов, 3-e изд., перераб. и доп. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1980. – 432 c., ил. 5. Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский, 6-е изд., перераб. и доп. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 520 с., ил. 6. ГОСТ 10510-80. Металлы. Метод испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену. – Введ. 1980-07-01. – М. : Изд-во стандартов, 1980. – 8 с., ил. 7. ГОСТ 11701-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент. – Введ. 1986-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 1986. – 15 с., ил. 8. Hasenpouth Dan. Tensile High Strain Rate Behavior of AZ31B Magnesium Alloy Sheet: A thesis presented to the University of Waterloo in fulfilment of the thesis requirement for the degree of Master of Applied Science in Mechanical Engineering / Dan Hasenpouth. – Waterloo, Ontario, Canada, 2010. – 212 c. 90 9. Полмеар, Ян. Легкие сплавы от традиционных до нанокристаллов / Я. Полмеар; перевод с английского Ю.Л. Цвирко ; [автор предисловия к первому изданию И.Дж. П. Мельбурн]. – М. : Техносфера, 2008. – 463 с. 10. LS-DYNA. Руководство пользователя. Часть 1 / Перевод Б.Г. Рубцов. – Livermore Software Technology Corporation, 2001. – 1421 c. 11. Магниевые сплавы. Справочник. Ч. 2. Технология производства и свойства отливок и деформированных полуфабрикатов / Е. Г. Антонов, Б. А. Арбузов, В. М. Бабкин [и др.]. – М. : «Металлургия», 1978. 296 с. 12. Черняева, Т. П. Характеристики ГПУ-металлов, определяющие их поведение при механическом, термическом и радиационном воздействии / Т. П. Черняева, В. М. Грицина // Научно-технический комплекс «Ядерный топливный цикл» Национального научного центра «Харьковский физико-технический институт», г. Харьков, Украина – 27 с. 13. Plunkett, Brian W. Plastic anisotropy of hexagonal closed packed metals: a dissertation presented to the graduate school of the university of the university of Florida in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of doctor of philosophy. University of Florida, 2005 – 196 с. 14. Electromagnetic Forming of AZ31B Маgnesium Alloy Sheet: Experimental Work and Numerical Simulation / I. Ulacia, J. Imbert, C. P. Salisbury, A. Arroyo, I. Hurtado, M. J. Worswick. - University of Mondragon, Spain, 2008 – 10 с. 15. Литье и прокатка магниевых сплавов / Р. Кавалла, М. Улльман, К. Шмидт, К. Нэ -10 с. 16. Magnesium vision 2020: а north american automotive strategic vision for magnesium / United States automotive material partnership, A consortium of the United States Council for automotive research, 2004 – 46 с. 17. Zarandi, F. Magnesium Sheet; Сhallenges and Opportunities / F. Zarandi and Stephen Yue. – McGill University, Сanada, 2011 – 25 c. 18. B90/B90M – 13. Standard Specification for Magnesium-Alloy Sheet and Plate. – 8 c. 91 19. Hardening evolution of AZ31B Mg sheet / X. Y. Lou, M. Li, R. K. Boger, S. R. Agnew, R. H. Wagoner. – ScienceDirect, Journal of Plasticity 23 (2007) – 44-86 c. 20. Sivanandini, M. Formability of Magnesium Alloys / M. Sivanandini, Dr. S. S. Dhami, Dr. B. S. Pabla. - International Journal of Modern Engineering Research (IJMER), 2012. – 8 с. 21. Kulekci, M. K. Magnesium and its alloy applications in automotive industry / M. K. Kulekci. – Springer Verlag London Limited, 2007. – 15 c. |