3.3 Расчет шпонки на срез
В данной конструкции шпонка является деталью, на которую действует неравномерная нагрузка. Величина нагрузки зависит от того, с каким усилием действует резец на планку, чем меньше усилие, тем меньше нагрузка на вращение вала 980 об/мин, диаметр вала dср = 59,5 мм.
Расчетное напряжение среза равно [16]:
, (24)где F – сила, действующая на шпонку, Н;
– площадь сечения шпонки, м; – допустимое напряжение на срез, для стали – кг/см2.Определяем вращающий момент:
, (25)где Р – мощность, передаваемая электродвигателем, кВт.
Сила, действующая на шпонку определяется по формуле:
(26)где V – линейная скорость, м/с.
Определяем напряжение среза:
283 < 600.
Напряжение среза удовлетворяет выражению
, следовательно, при максимальной нагрузке шпонку не срежет.3.4 Определение экономической эффективности конструктивной разработки
Конструктивная разработка представляет собой проект модернизации шлифовального станка 3А423 для расточки подбарабанья комбайна типа СК-5 «Нива». Эффект от ее применения выражается в повышении качества ремонтной продукции и расширении технологических возможностей оборудования, в улучшении условий труда.
Для оценки экономической эффективности конструктивной разработки необходимо рассчитать затраты на изготовление конструкции и ее балансовую стоимость, себестоимость единицы ремонтно-обслуживающих работ, удельные приведенные затраты, коэффициент потенциального резерва эффективности конструкции, показатели снижения трудоемкости и роста производительности труда, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, годовую экономию или дополнительную прибыль.
Затраты на изготовление конструкции определяются по формуле:
(27)где См – стоимость материалов применяемых при изготовлении конструкции, руб.;
Сп.д. – стоимость покупных деталей, руб.;
Сз.п. – заработная плата с отчислениями производственных рабочих, занятых изготовлением и сборкой конструкций, руб.;
Со.п. – общепроизводственные накладные расходы, руб.
Стоимость основных материалов определяется по выражению:
См=SМiЦi, (28)
где Мi – масса израсходованного материала i-го вида, кг;
Цi – цена одного килограмма материала i-го вида, руб.
Масса материала определяется формуле:
(29)где Мr – масса готовой детали, кг;
А и n – постоянные, зависящие от вида материала детали, способов и методов ее изготовления, наличия механической обработки.
Затраты на изготовление конструкции приведены в табл. 9.
9. Затраты на изготовление деталей
Детали | Мr, кг | А | n | Цi, руб/кг | N, шт | См, руб |
Планшайба Кронштейн Резцовая головка Итого: | 7 1 25 | 2,26 1,58 2,63 | 0,93 0,98 0,98 | 3,3 3,3 3,3 | 2 2 1 5 | 91,12 10,43 203,45 305 |
Стоимость покупных деталей определяется по ценам их приобретения с учетом затрат на доставку. Стоимость покупных деталей приведены в табл. 10.
10. Стоимость покупных деталей
Детали | Количество, шт. | Стоимость единицы, руб. | Стоимость, руб. |
Болт Шайба Гайка Итого: | 34 42 12 | 2 1 3 | 68 41 36 145 |
Заработная плата производственных рабочих рассчитывается по формуле:
(30)где Со.з.п - основная заработная плата, руб.;
Сд.з.п - дополнительная заработная плата, руб.;
Ссоц - отчисления на социальные нужды, руб.
Основная заработная плата определяется по формуле:
(31)где Тиз - трудоемкость изготовления элементов изделия, чел-ч;
Тсб - трудоемкость сборки, чел-ч;
Сч - часовая тарифная ставка рабочих исчисляемая по среднему разряду, руб.
Трудоемкость изготовления элементов изделия определяется на основе пооперационных расчетов (Тиз = 8,2 чел.-ч).
Трудоемкость сборки конструкции определяется по формуле:
(32)где Кс - коэффициент, учитывающий соотношение между полным и оперативным временем сборки (принимается равным 1,08);
tсб - трудоемкость сборки отдельных элементов конструкции, чел-ч.
Дополнительная заработная плату можно принять в размере 5...12 % от основной:
(33)Отчисления на социальные нужды определяются по формуле:
где Кот - коэффициент отчислений.
Общепроизводственные расходы вычисляют по формуле:
(35)где Rоп - процент общепроизводственных расходов, принимается по данным предприятия равным 225%.
Балансовая стоимость модернизированной конструкции определяется по формуле:
(36)где Бб – балансовая стоимость конструкции в базовом, исходном варианте, руб.
Полная заработная плата рассчитывается по формуле:
где Со.з.п - основная заработная плата, руб.;
Сд.з.п - дополнительная заработная плата, руб.;
Ссоц - отчисления на социальные нужды, руб.
Основная заработная плата определяется по формуле:
(38)где Счi – часовая тарифная ставка i-ого разряда, руб.;
li – количество работников, оплачиваемых по i-му разряду, чел.;
g - ритм выполнения операций, шт/ч.
Величина g рассчитывается по формуле:
(39)где l – количество рабочих, занятых в операции, чел.;
Туд – трудоемкость единицы ремонтной продукции, чел-ч./шт.
- по исходному варианту:
- по проектируемому варианту:
Амортизационные отчисления находятся по формуле:
(40)где Б – балансовая стоимость конструкций, руб.;
а – норма амортизации, %;
Q – годовой объем работ на данной операции, шт.
Затраты на ремонт и техническое обслуживание рассчитываются по формуле:
(41)где r – норма отчислений на ремонт и техническое обслуживание, %.
Стоимость силовой электроэнергии:
Себестоимость единицы ремонтных работ определяется как сумма найденных слагаемых:
(42)