Анотація - kpi.uakafpson.kpi.ua/diplom/bak/2015/bak1_2015.pdf · 3 Abstract In this project, the results of the development of complex measuring angular motion parameters

1

Анотація

В даному проекті наведено результати розробки комплексного

вимірювача кутових параметрів руху малих літальних апаратів і дельтапланів

- курсогоризонту, вибрана його конструктивна схема, проведені розрахунки

та аналіз основних похибок вимірювань. Розроблено складальне креслення

курсогоризонту, його деталізація та креслення кінематичної схеми,

проведений розрахунок каналу магнітного курсу, зокрема параметрів

картушки і підвісу, досліджені похибки каналу в типових режимах роботи, а

також проведено візуальне моделювання курсогоризонта в середовищі

Simulink

Курсогоризонт призначений для вимірювання кутів крену та тангажа, а

також для вимірювання курсу об'єкту, на якому він встановлений. Тому його

можна використовувати як візуальні прилади і як чутливий елемент на малих

літальних апаратах, таких як дельтаплан

2

Аннотация

В данном проекте наведены результаты разработки комплексного

измерителя угловых параметров малых летальных аппаратов и детапланов –

курсогоризонта, выбрана его конструктивная схема, проведены расчеты и

анализ основных погрешностей измерений. Разработан сборочный чертеж

курсогоризонта, его деталировка и чертежи кинематической схемы,

произведен чертеж канала магнитного курса, в частности параметров

картушки и подвеса, исследованы погрешности канала в типичных режимах

работы, а так же проведено визуальное моделирование курсогоризонта в

среде Simulink.

Курсогоризонт предназначен для измерения углов крена и тангажа, а

так же для измерения курса объекта, на котором он установлен. Поэтому его

можно использовать как визуальные приборы и как чувствительный элемент

на малых летальных аппаратах, таких как дельтаплан.

3

Abstract

In this project, the results of the development of complex measuring angular

motion parameters of small aircraft and hang - kursohoryzont selected its

construction diagram, the calculations and analysis of key measurement errors. A

kursohoryzontu assembly drawing its details and drawings kinematic scheme, the

calculation channel magnetic course, including parameters fly and suspension,

researched error channel in standard operating and conducted a visual modeling

environment kursohoryzont in Simulink

Kursohoryzont designed to measure roll and pitch angles, and to measure the

rate of the object on which it is installed. Therefore, it can be used as visual

devices and a sensor for small aircraft such as hang-glider

4

Зміст

Анотація ........................................................................................................................................................ 1

ПБФ, ПГ-11 .................................................................................................................................................... 4

ВСТУП ....................................................................................................................................................... 6

1.РОЗРАХУНКОВО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ .................................................................................... 11

1.1Математична модель приладу ...................................................................................................... 11

1.2Розрахунок моментів ...................................................................................................................... 16

1.3Розрахунок магнітного моменту .................................................................................................... 18

1.4Аналіз магнітного каналу ................................................................................................................ 20

1.4.1Похибки МК: зона застою. ........................................................................................................ 20

1.4.2Карданова похибка, види формул для типових режимів руху .............................................. 21

1.5 Розрахунок параметрів магнітного каналу .................................................................................. 24

1.5.1Розрахунок геометричних даних магнітів ............................................................................... 25

1.5.2 Вибір підвісу картушки ............................................................................................................. 29

1.5.3Розрахунок моменту інерції картушки .................................................................................... 30

2.Візуальне моделювання курсогоризонту ............................................................................................. 33

2.1 Моделювання карданової похибки ....................................................................................... 34

Висновки по розд. 1, 2 ............................................................................................................................... 39

3.ОХОРОНА ПРАЦІ...................................................................................................................................... 40

3.1 Аналіз умов праці в приміщенні та санітарно-гігієнічне становище ......................................... 40

3.2 Аналіз виробничого повітряного середовища (мікрокліматичних умов) ................................. 41

3.3 Виробниче освітлення. ................................................................................................................... 42

3.4 Шум .................................................................................................................................................. 43

3.5 Методи захисту від шуму ............................................................................................................... 43

3.6 Вентиляція ....................................................................................................................................... 44

3.7 Аналіз пожежної безпеки приміщення цеху ................................................................................ 44

3.8 Аналіз умов електробезпеки ......................................................................................................... 46

3.9 Висновок.......................................................................................................................................... 47

4 Економіко-організаційні розрахунки .................................................................................................... 48

4.1 ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ВИРОБУ ........................................................................................................ 49

Зм. Лист № докум. Підпис Дата

Арк.

4

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

Розроб. Борисенко Б.Г.

Перевір. Мураховський С.А.

Реценз. Н. Контр. Затверд.

Пояснювальна записка

Літ. Акрушів

71

ПБФ, ПГ-11

5

4.1.1 Вихідні положення ................................................................................................................... 49

4.1.2 Обґрунтування системи параметрів виробу і визначення відносних показників якості .... 50

4.1.3 Визначення коефіцієнтів вагомості параметрів ..................................................................... 52

Розрахунок технічного рівня виробу ................................................................................................ 58

4.3.1 Матеріальні витрати ................................................................................................................. 59

4.3.2 Витрати на оплату праці ........................................................................................................... 61

4.3. Утримання із заробітної плати і нарахування на фонд оплати праці ..................................... 64

4.3.3 Витрати на спеціальне обладнання ........................................................................................ 65

4.3.4 Витрати на службові відрядження .......................................................................................... 65

4.3.6 Накладні витрати ...................................................................................................................... 66

4.3.7 Прибуток .................................................................................................................................... 66

4.3.8 Загальні витрати........................................................................................................................ 66

4.3.9 Податок на додану вартість (ПДВ) .......................................................................................... 67

4.3.10 Повна вартість роботи, виконаної власними силами .......................................................... 67

4.4 КОШТОРИС ВАРТОСТІ РОБОТИ ................................................................................................... 68

Список використаної літератури .............................................................................................................. 69

Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

6

ВСТУП

Курсогоризонт відноситься до вимірювальної техніки. Прилад

призначений для установки на легкі літальні апарати (переважно

дельтаплани , моторні дельтаплани, легкі одномоторні літаки), він може

використовуватись , як вимірювач кутів нахилу і напрямку на північ , а

також для індикації просторового положення об`єкту.

Прилади даного типу не відзначаються високою точністю , але вони

не потребують джерел живлення , їх робота побудована на використанні

магнітного поля Землі. Виходячи з цього можна використовувати

курсогоризонт також в якості резервного приладу . Ще одним суттєвим

недоліком є те що кути які він вимірює обмежені . а отже літальний апарат з

даним приладом на борту не може виконувати складні віражі.

Огляд схеми побудови

Курсогоризонт містить корпус , заповнений рідиною , карданний

підвіс, картушку зі шкалою курсу , шкали та індекси крену і тангажа ,

відповідно розташовані на картушки і корпусі.

Види Конструкцій приладу:

В конструкції ФРГ в 1980 р. було ззапропоновано наступний вид

конструкції:

Курсогоризонт містить корпус 1, який герметично склеєний з склом 2

і заповнений спеціальною рідиною. В корпусі 1 підвішена з можливістю

повороту відносно осі Х-Х зовнішня рамка 3, виконана сферичної форми із

прозорого матеріалу, в який з можливістю повороту відносно осі Z-Z

підвішена внутрішня рамка 4, також виготовлена сферичної форми із прозоро

матеріалу. В внутрішній рамці 4 з можливістю обертання відносно осі Y-Y

підвішена сферична картушка 5, на поверхні якої зображена шкала курса 6 і

шкала тангажа 7. В середині картушки 5 закріплені 2 постійних магніта. Тиск

шкали 7 тангажа представляє собою окружності, утворені при перетині

сферичної поверхні 5 з плоскотями, перпендикулярними вертикальній осі

картушки 5 і відповідні кутам тангажа від 10 до 80. На внутрішній рамці 4


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

7

співвісно з її віссю підвісу зображена шкала крена з нульовими індексами, а

на зовнішній рамці 3 співвісно з віссю підвісу внутрішньої рамки 4

зображено силует-літачок, а його центр суміщений з опрою підвісу

внутрішньої рамки 4 в зовнішній рамці 3 . В центрі нанесений індекс для

звіту кутів курса. Рухома система, тобто зовнішня 3 і внутрішня 4 рамки

підвісу і картушка 5, збалансована з нижньою маятниковістю,

забезпечуюючій утриманні осі обертання картушки 5 в положенні вертикалі,

а вісь підвісу рамок 3 та 4 в горизонталі. Вузол підвісу картушки підвісу

виконаний кардановим з взаємно-перпендикулярними осями обертання.

Зовнішня та внутрішня рамки підвісу виконані в вигляді прозорих

сфер,картушка розташована в середині сфери.

Підвіс індикаторного елемента виконаний в вигляді карданового

підвісу сферичної форми із прозора матеріалу, що дозволяє отримати

природну індикацію 10 і зручне зчитування показів приладів при

експлуатації.

Таке виконання конструкції не практичне, через дороговизну та

важкість виготовлення.

Рис. 1.1 Курсогоризонт ФГР.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

8

А от тип конструкції опитно-конструкторського бюро «Темп» в 1994

році, було запропоновано дещо інший вид конструкції. На відміну від

приладу ФРГ, для спрощення конструкції, в конструкторському бюро

«Темп», ціль досягається тим, що в курсогоризонті, який містить корпус,

заповнений рідиною і виконаний з вузлом кріплення, кардановий підвіс з

внутрішньою та зовнішньою рамками, осі яких розташовані в відповідних

опорах обертання, картушку з шкалою курса, виконану в виді двох півсфер,

жорстко закріплених на вертикальному стержні, з’єднаному з внутрішньою

рамою з можливістю повороту відносно неї. Шкали та індекси крена та

тангажа, відповідно розташовані на картушці та корпусі, згідно винаходу,

зовнішня рамка карданового підвісу виконана в вигляді вилки, вісь якої

розташована в середині вузла кріплення корпуса, виконаного в вигляді

порожнього циліндра з зовнішньою різьбовою поверхнею. Півсфери

картушки розташовані з зазором друг відносно друга, а внутрішня рамка

карданового підвісу виконана в вигляді диска з центральним отвором для

вертикального стержня, розташованого між півсферами , при цьому діаметр

диска дорівнює діаметру картушки, а його товщина менша величини зазору

між півсферами.

В пропонованому пристрої кардановий підвіс виконаний в вигляді

найпростіших фігур-диска та вилки, а елемент кріплення приладу і

заповнення приладу рідиною суміщені з об’ємом для розташування осі

зовнішньої рамки. Наявність цих істотних ознак дозволяє значно спростити

курсогоризонт.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

9

Рис 1.2 Загальний вид збоку Рис. 1.3 Загальний вид з верху

Але в конструкції борю «Темп » також є недоліки, при великих кутах

тангажу підвіс починає вилізати в оглядове вікно, але для дельтапланів та

малих літальних апаратів великі кути нахилів не притаманні.

Принцип роботи

При горизонтальному польоті під дією стабілізуючого дії маятника,

тобто нижній маятникова карданного підвісу (умовно не відображено), осі

підвісу внутрішньої рамки 4 і зовнішньої рамки 3 знаходитимуться в

площині горизонту, а постійні магніти 30, 31, 32 розгорнуть картушку уздовж

магнітного меридіана Землі. При цьому за індексом 28 відлічуватиметься

нульовий кут крену, по центральному індексом 35 нульовий кут тангажу і

поточний кут курсу.

При нахилі об'єкта, наприклад, вправо, калібрування і польоті на

Південь лицьова частина буде виглядати наступним чином (фіг.3). Індекс 28

крену покаже відносно відміток на шкалі 25 крену величину нахилу.

Центральний індекс 35 силует-літачка 26 покаже відносно відміток 33

тангажу величину відхилення по тангажу. Той же індекс 35 відносно відміток

34 покаже величину відхилення по курсу відносно магнітного меридіана.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

10

Кінематична схема курсогоризонту

Магніт 4шт.

Внутрішня рамка

Зовнішня рамка

Роль зовнішньої рамки виконує вилка, внутрішня рамка являє собою

диск . Картуша виконана у вигляді 2 півсфер, у кожній півсфері знаходяться

2 магніти.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

11

1.РОЗРАХУНКОВО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ

1.1Математична модель приладу

Уведемо систему координат xyz , пов’язану з картушкою КГ і

географічну систему координат , вісь якої напрямлено вдовж

вертикалі місця у зеніт, вісь – на північ уздовж лінії перетинання площини

горизонту і площини місцевого меридіана, вісь – на схід. Початок обох

систем координат сумістимо з точкою підвісу O картушки. Вважатимемо

Землю нерухомою в інерціальному просторі, тобто ототожнюватимемо з

інерціальною системою координат. Звяжемо з основою супроворджуючу

систему координат 000 , повернуту відносно вертикальної осі на кут курсу

МK .

Положення картушки відносно системи 000 визначимо за допомогою

трьох кутів (рис. 1.1):

– кута повороту зовнішньої рамки підвісу навколо осі 0 ;

– кута повороту внутрішньої рамки підвісу навколо осі 1x ;

– кута повороту картушки навколо її осі обертання (осі z ).

Рис.1.1 Кінематичне креслення

z, z2

z1

х1, х2

х

у

у2

у1,

НZ

mg


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

12

Рівняння руху картушки складатимемо на основі рівнянь Лагранжу II

роду

Рівняння Лагранжа другого роду більш ефективно застосовувати у

формі Жільбера. Ця форма має наступний вид:

qQqqqdt

d

***

, (1.1)

де кінетична енергія * обчислюється у спрощеній формі – за припущення,

що полюс нерухомий в інерціальному просторі, а вираз потенціальної енергії

* , навпаки, ускладнюється за рахунок того, що в ньому враховується вплив

абсолютного прискорення полюса.

В цьому випадку

OZZOYYOXXO KKK 2

1

2

1*Kω (1.2)

Для обчислення кінетичної енергії необхідно відшукати вираз

кінетичної енергії картушки і елементів підвісу через узагальнені

координати картушки (кути ,, ).

В подальшому будемо вважати, що основа відносно системи координат

обертається тільки з кутовою швидкістю вU

Зр (1.3)

Де , ,к вр зрT T T - відповідно кінетична енергія картушки, внутрішньої та

зовнішньої рамок.

Рівняння кінетичної енергії картушки

(1.4)

Рівняння кінетичної енергії внутрішньої рамки


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

13

(1.5)

Рівняння кінетичної енергії зовнішньої рамки

Зр

Зр

Зр

З

(1.6)

Запишемо вектори кутових швидкостей

Будемо вважати, що основа розвертається в азимуті на кут Км, тобто

приймемо

0; вU U U K (1.7)

З урахуванням цього проекції кутових швидкостей на осі

;

;

sin1 Uz .

Запишемо проекції кутових швидкостей на осі

2 cos sin siny U ;

2 sin sin cosz U .

Запишемо проекції кутових швидкостей на осі ,y,z


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

14

cos ( cos sin sin )sinx U ;

;

.

Визначимо необхідні частинні похідні

сум

к

вр

зр

(1.8)

сум

к

вр

зр

вр (1.9)

сум

к

вр

зр

( )

( ) зру (1.10)

(

)

;

вр

;

зр

.

Знайшовши похідні кінетичної енергії по , знайдемо частинні

похідні

( сум

)

( )

Отримавши результат похідних кінетичної енергії по (1.9), можемо

знайти частинні похідні по


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

15

( сум

)

( ) вр

[( ) ]

[( ) ]

Знайшовши похідну кінетичної енергії по , знайдемо частинні

похідні

( сум

)

(( )

( вр вр ) зру )

Будемо вважати, що: β, φ<<1; sin =β; cosβ=1.

[ ]

( )

[(

) ( ) ]

[ ]

( )

( вр ) вр

( зр ) зр

Аналогічно знайдемо частинні похідні по відповідних координатах.

Після підставляння в формулу (1.8) і лінеаризації результату одержимо

(1.11)


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

16

( ) (1.12)

( зр ) (1.13)

1.2Розрахунок моментів

Рис.1.2 кінематичне креслення з вказаними моментами

Перелік зовнішніх моментів, що діють по осях підвісу:

- Момент маятниковий (прикладений тільки до зовнішньої і внутрішньої

рамок);

- Магнітний момент (прикладений до картушки;

- Момент сил демпфірування.

Моменти тертя прикладені до всіх осей (записуємо як Мт з відповідним

індексом)


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

17

Рис.1.3 Кінематичне креслення з указаними проекціями маятникового

моменту

Знайдемо маятниковий момент

м (1.14)

( ) (1.15)

Користуючись формулами (1.15) та (1.16) отримаємо :

м ( ) (1.16)

Скориставшись формулою (1.17) знайдемо проекції на осі: z; x2, y1

* ( )

( ) +

* ( )

( )

+ ( )

Вра овуючи співвідношення


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

18

;

Одержимо вираз для моменту відносно осі внутрішньої рамки

* ( )

( )

+

Вра овуючи співвідношення

Одержимо вираз для моменту відносно осі зовнішньої рами

[ ( ) ( )]

1.3Розрахунок магнітного моменту

Рис.1.4 Кінематичне креслення з вказаними складовими магнітного моменту


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

19

Величина магнітного встановлюючого моменту визначається

векторним рівнянням (1.18)

)( 00 ZHHMM km

(1.17)

В проекції на осі підвісу маємо

xkyykxmz ZHHMZHHMM )()( 0000

kkykx MMM ;0 ; xkmz ZHHMM )( 00

де

MM KHHKHH sin ;cos 00

Знайдемо відповідні проекції напруженості геомагнітного поля

cossincoscossin00 Mx KHHH

)sinsinsincos(cossin)sinsinsincos(cos00 Mx KHHH

)sinsincoscossin( ZZx

З урахуванням одержаних залежностей величина магнітного

встановлюючого моменту буде

}cos)sincossin(

sin]sincos)sinsinsincoscos({[

ZKH

ZKKHMM

M

MMkmz

Уведемо позначення tgZ

IH

З урахуванням цього величину моменту можна записати так

]cos)sintgcos(sin

sin)sincostgsinsinsincos[(cos

IK

IKKHMM

M

MMkmz

Запишемо рівняння курсогоризонту


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

20

( )

( зр ) [ ( ) ( )]

Введемо позначення аK М - похибка вимірювання курсу, а

також приймемо 1,1

Тоді вираз для моменту mzM можна спростити

)cossinsin(sintgsin a IHMHMM kk

З урахуванням МK остаточно отримаємо:

)cossinsin(tg ММa KKIHMHMM kkmz

В цьому випадку спрощені рівняння руху матимуть вид

mlWmglfI

mlWmglfI

KKIHMKfMHMfI

y

x

kтamaakz

;

);cossinsin(tg МММ

Тут Врxкх III x ; yврyзрy кy IIII

1.4Аналіз магнітного каналу

1.4.1Похибки МК: зона застою.

Величини зони застою картушки, обумовлена сухим тертям в підвісі,

можна знайти з рівнянь, врахувавши тільки значення моменту:

m a тHM M , звідки

(1.18)

З формули (1.19) отримаємо:


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

21

1.4.2Карданова похибка, види формул для типових режимів руху

Для визначення цієї похибки можна скористатися знайденим вище

виразом для магнітного моменту(), прирівнявши цей момент до нуля. Для

довільних кутів φ і β одержимо

0]cos)sintgcos(sin

sin)sincostgsinsinsincos[(cos

IK

IKKHMM

M

MMkmz

Звідки отримаємо:

sincostgsinsinsincoscos

sintgcossin

sincos)sinsinsincoscos(

sincossintg

cos

sin

IKK

IK

ZKKH

ZKH

MM

M

MM

M

(1.19)

Розглянемо частинні випадки руху основи, для розрахунку будемо

використовувати формулу (1.20)

- віраж основи

0; 0

Тоді

)cos

sintgcostg(

cos

sintgcossintg 0

000

M

M

M

M

K

IK

K

IK

,

Тому з урахуванням аK М , одержимо


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

22

00

tg sinarctg(tg cos )

cosa M M

M

IK K

K

Графік залежності похибки для різних значень кута φ показаний на рис. 1.5

Рис.1.5 графік залежності віражної похибки

Набір швидкості в південному напрямку

0 ; MK

sintgcos

0

sincostgsinsinsincoscos

sintgcossintg

IIKK

IK

MM

M (1.20)

Виходячи із отриманої формули, дане явище можна пояснити так, що

проекція вектора на площину картушки обертається в нуль, коли

виконується умова

, тому пропадає встановлюючий момент у

магнітного компаса. Якщо

Похибка приладу в даному випадку

досягає 180º. Отже курсогоризонт показує напрям руху протилежний

дійсному.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

23

- Похибка від захоплювання картушки

Рівняння руху для цього випадку

Мm aHM f K

Звідки отримаємо :

По формулам видно, що похибка необмежено зростає зі зменшенням H та

Mм .

- Динамічна похибка магнітного каналу

Будемо вважати , що основа хитається відносно двох осей за законом

0 0sin ; sinx xt t

Скористаємося перетвореною формулою

0 М 0 М

0

tg ( sin cos )sin

sin

kz a a m a k x

k x

I f HM HM I K K t

HM t

2 2

0 0 02 sina a a xh t

Знайдемо частинний розв’язок цього рівняння у вигляді:

| |

де | |

√

;

Уведемо відносну частоту:

,

Тоді отримаємо:


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

24

√

За умови отримаємо:

√

1.5 Розрахунок параметрів магнітного каналу

Метою розрахунку є визначення параметрів чутливого елемента

магнітного маятника і розрахунок опор, моментів тертя, необхідного для

задоволення вимог маятника.

При розрахунку магнітної системи виходять найважливішого вимоги:

отримати найбільший магнітний момент магнітів при найменшій їх вазі.

Якщо вага магнітів буде велика, то це викличе значні похибки застою.

Матеріал магніта ЮН13ДК25БА

Рис.1.6 крива розмагнічування


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

25

Нс Нц Нк Нцм ц л

кА/м кДж

м

Тл - мкГн/м

48 45.5 47.5 39 40 48.1 28 1.4 1.23 1.27 1.12 0.46 2.74 26.5-

27.5

1.5.1Розрахунок геометричних даних магнітів

Визначення оптимальних розмірів магнітів визначається виходячи з

розмірів картушки. Отримавши всі необхідні дані маємо:

- Довжина магніта

м

- Діаметр магніта

м

- Маса магніту

кг г

- Обертовий момент

Коефіцієнт розмагнічування

Для знаходження магнітного моменту нам потрібно знати значення

інтенсивності намагнічування.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

26

(1.20)

де Br та µ0 табличні значення

В формулу (1.20) підставимо табличні значення та отримаємо:

[

А

м]

Також для знаходження магнітного моменту нам потрібно знати який

об`єм магнітів. Знаходиться за формулою:

(1.21)

Користуючись формулою (1.21) можемо знайти об’єм магнітів

м

Магнітний момент магніту знаходиться за формулою:

M=J*V (1.22)

Скориставшись формулою (1.22) можемо розрахувати магнітний момент

М= =0.55*

м +

Обертовий момент магніту розраховується за формулою:

(1.23)

де Н- напруженість поля землі


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

27

Користуючись формулою (1.23) отримаємо обертовий момент, який

відповідає відхиленню картушки на кут, що дорівнює заданій в завданні зоні

не чутливості приладу.

Мв = 0.2*0.55*

м ,

Максимальний магнітний момент знаходиться за формулою:

Ммакс

(1.24)

Підставивши раніше знайдені дані в формулу (1.24) отримаємо:

Ам

- Cумарний обертовий момент картушки

В компасі використовується чотири магніта, змонтованих в картушці.

Сумарний момент чотирьох магнітів картушки знаходиться за формулою:

крт (1.25)

де n- кількість магнітів

Підставивши числові дані в формулу (1.25) розрахуємо сумарний

обертовий момент картушки

Мкрт м

- Розташування магнітів в картуші

Розташування магнітів розраховують шляхом положення еквіполюсів

магнітів (еквіполюси – це точки на осі магнітів, які знаходяться між

полюсами магнітів та їх кінцями), та розташовують їх так, щоб

задовольняло розмірам картушки.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

28

Відстань між еквіполюсами магнітів приблизна вважають рівним

довжини магніта. Тоді відстань між магнітами повинна бути6

см (1.26)

- Розрахунок картушки

Діаметр приладу

D=86мм

Знаючи цю величину можемо розрахувати діаметр картушки за формулою

(1.27)

[ мм]=0,050[м] ; (1.27)

Об`єм картушки

м ]

- Залишкова вага картушки

Залишкова вага картушки визначається з двох умов:

1) При зміні залишкової ваги рідини і об’єму поплавка, визваного

зміною температури.

2) При максимальному збільшенні тиску на опори не повинно

перевершувати допустимий тиск.

В якості рідини, заповнюючій курсогоризонт, візьмемо лігроїн.

м ⁄

де – густина лігроїну

Залишкова вага картушки буде дорівнювати:


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

29

За формулою (1.28) розраховується вага рідини.

(1.28)

1.5.2 Вибір підвісу картушки

Виходячи з величини граничного моменту тертя оберемо в якості опор

картушки, опори на кернах.

- Момент тертя в опорі кртушкки

Момент тертя в опорі картушки визначається за формулою:

(1.29)

де С- коефіцієнт тертя сталі по камню (С= 0,1 ÷ 0,8);

R- радіус площадки стискування шпильки;

-залишкова вага картушки,не скомпенсована поплавком;

Радіус площадки стискування шпильки знаходиться за формулою (1.30)

√

(1.30)

де -модуль пружності шпиля;

- модуль пружності топки;

- радіус шпиля;

- радіус топки;


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

30

;

;

;

Підставивши числові дані в формулу (1.29) отримаємо момент тертя в

опорі картушки

.

1.5.3Розрахунок моменту інерції картушки

Момент інерції Jk картушки вираховується в залежності від

геометричної форми сфери, від товщини стінок сфери і матеріалу деталі.

Рис.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

31

Основну частину моменту інерції картушки складають моменти інерції

чотирьох магнітів, сферичної оболонки картушки і диску, на якому

закріплені магніти

Екваторіальний момент інерції циліндричного стрижня (магніта) zmI

дорівнює

)3(12

1 22 lrmI mzm ,

де lr , - відповідно радіус і довжина магніта. За умови lr цю формулу

можна спростити:

2

12

1lmI mzm

Згідно з теоремою Штайнера момент інерції одного магніту відносно осі

підвісу картушки

2

22

12h

lmhmII mmzmz

Маса магніту дорівнює lrm mmm2 , тому сумарний момент інерції чотирьох

магнітів буде

2

22

124 h

llrI mmz

Приймемо m = 7,8103 кг/м3; mr =210-3 м; l = 0,03 м; h = 0,0075 м.

Тоді 61047,1 zI кгм2

Момент інерції сфери 2сфсфсф

3

2RmI

Маса сферичної оболонки 3сф

3сфсфсф

3

4rRm


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

32

Враховуючи, що сфсф rR перетворимо попередню формулу

3сфсфсф

3

4Rm , звідки 4

сфсфсф3

8RI

Приймемо сф = 2,7103 кг/м3; =510-4 м; 2сф 105,2 R м.

Тоді 6сф 104,4 I кгм2.

Момент інерції диску 2

2дд

д

RmI

Маса диску д2ддд hRm

, тому вираз для моменту інерціїї можна

перетворити

2

д4дд

д

hRI

Приймемо д = 2,7103 кг/м3; h=210-3 м; 2

д 105,2 R м.

Тоді 6д 1031,3 I кгм2.

Сумарний осьовий момент інерції картушки

6дсф 1018,94

IIII zz кгм2.

Визначення частоти власних коливань картушки

Частота власних незгасаючих коливань картушки дорівнює

69,00 z

m

I

HM с-1

Період власних незгасаючих коливань 1,92

0

0

T с.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

33

2.Візуальне моделювання курсогоризонту

Перехідна характеристики МК

)

4,,( м00

Kfa

При моделюванні перехідної характеристики, визначимо період

власних коливань та час згасання заданого перехідного процесу, при

статичних кутах нахилу основи картушки.

Рис. 2.1 Схема моделі при статичних кутах нахилу

Рис 2.2 Перехідна характеристика Рис.2.3 Похибка αа

магнітного компасу


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

34

2.1 Моделювання карданової похибки

Розглянутий випадок правильного віражу за умови 20V м/с;

0,1в с-1

; 0,35 рад.

Рис. 2.4 віражна похибка

За сфоєю формою графк співпадає з теориточно обчисленим і показаним на

рис(2.4). Відмінність поягає в тому що тут показано також і похибку від

захоплювання картушки рідиною αа


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

35

Динамічна похибка МК )const,0,sin( м000 Ktf xa

Рис. 2.5 Схема моделі при хитавиці основи

Рис 2.6 Показання магнітного Рис.2.7Похибка магнітного

компасу компасу


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

36

Рух з прискоренням ( ),( м KWfa

З метою прискорення перехідних процесів задано початкове

відхилення картушки від меридіану

Моделювання будемо проводи при різних значеннях прискорень ,кут β

визначається формулою

.

На рисунку (2.7) та (2.10) зображено схеми моделювання рівняння

(1.20) при різних значеннях β.

При

отримаємо:

Рис. 2.8 Схема моделі при прискоренні


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

37

Рис. 2.9 Показання компаса Рис.2.10 Похибка

Рис. 2.11 Схема моделі при прискоренні

0 10 20 30 40 50 600

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 10 20 30 40 50 60-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

a M= +K


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

38

0 10 20 30 40 50 60-3.15

-3.14

-3.13

-3.12

-3.11

-3.1

-3.09

-3.08

a M= +K

0 10 20 30 40 50 600

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

t

Рис. 2.12 Показання компаса Рис.2.13 Похибка

Таким чином при таких прискореннях похибка МК дорівнює 180


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

39

Висновки по розд. 1, 2

На основі проведених розрахунків параметрів курсогоризонту та

аналізу його похибок можна зробити такі висновки:

1) На основі складної математичної моделі безпосередньо одержана

формула карданової похибки приладу , яка співпадає з наведеними в

літературі. На відміну від відомих формул, вона характеризує силові

взаємодії в каналі магнітного курсу

2) Розглянуті динамічні похибки магнітного каналу при хитавиці

основи. Показано, що ця похибка суттєво залежить від динамічних

властивостей магнітного канал, який фактично є фільтром високих

частот для зовнішніх збурень. Одержано формулу для коефіцієнта

гладження динамічної похибки.

3) Проведено візуальне моделювання поведінки магнітного каналу.

Результати моделювання співпадають з теоретичними

розрахунками.

4) Вибрані інерційно-масові характеристики картушки та параметри

підвісу забезпечують викання умов технічного завдання.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

40

3.ОХОРОНА ПРАЦІ

В даному розділі бакалаврського проекту розроблюється один з

основних приладів орієнтації для пілота під час польоту малогабаритних

літальних апаратів – курсогоризонт. Даний прилад обов’язково

використовується при використанні Правил Пілотування по Приладам(ППП).

Недосвідчений пілот може швидко дезорієнтуватися під час польоту на

достатньо великій висоті, і для запобігання цієї фатальної проблеми потрібно

використовувати курсогоризонт.

Для аналізу вибране робоче місце на етапі проектування приладу.

3.1 Аналіз умов праці в приміщенні та санітарно-гігієнічне

становище

Оцінку умов праці проводимо в цеху. Для початку необхідно

розрахувати геометричні параметри приміщення в якому буде проводитись

розробка, виготовлення та монтажні роботи даного приладу.

Санітарно-гігієнічне становище у випадку роботи з Курсогоризонтом

характеризується присутністю шумів та вібрацій. Ці фактори можуть

негативно впливати на організм людини. Тому умови праці повинні

задовольняти таким вимогам, які дали б можливість людині виконувати

роботу без втрат для здоровя, без перевтомлення і з високою

працездатністю.

Відповідно до СН 245-71 розмір виробничих приміщень повинний

бути таким, щоб на кожну людину припадало не менше 4,5 м2 площі.

Задамося геометричними параметрами приміщення: довжина а=12(м),

ширина b=2,5(м) і висота с=2,8(м). Тепер ми можемо розрахувати площу та

об’єм приміщення:


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

41

S=a*b=12*2,5=30( ) (3.1)

S=a*b*с=12*2,5*2,8=84( ) (3.2)

Склад персоналу працюючого в цеху налічує 5 робочих. Виходячи з

отриманих параметрів цеху ми можемо дізнатись скільки місця припадає на

кожного робітника:

(3.3)

(3.4)

Дане приміщення відповідає нормам.

3.2 Аналіз виробничого повітряного середовища

(мікрокліматичних умов)

Становище повітряного середовища визначається виробничим мікрокліматом

(температурою, вологістю та швидкістю руху повітря). Норми

мікрокліматичних умов на виробництві регламентуються ГОСТ 12.1.005-88

«Повітря робочої зони».

Робота яка проводиться по виготовленні курсогоризонту можна

віднести до категорії IIб. Робота безпосередньо пов'язана з ходьбою,

переміщенням матеріалів вагою до 10 кг і затрачується енерговитрат від

201…250 ккал/час. Відповідні вимірювання параметрів мікроклімату

приведені в таблиці 3.1.

Дані порівняння експериментальних значень з нормуючими:

Таблиця 3.1.

Дата, час та

місце

вимірювання

Категорія

робіт

Параметр

мікрокліма

ту

Нормуючі значення

параметрів мікроклімату

(згідно ГОСТ12.1.005-88)

Дані

дійсних

вимірюва

нь Оптимальні Допустимі


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

42

01.03.2015

11.45

складальний

цех

ІІб;

Середньої

важкості

Температу

ра,С 22-24 26-28 23

Відносна

вологість

повітря, %

40-60 70 58

Швидкість

руху

повітря,м/с

0.1 0.1 0.1

Аналізуючи показники мікроклімату в цеху, можна зробити висновок,

що всі показники відповідають нормі.

3.3 Виробниче освітлення.

Часта пристосовуваність ока, різкі затінки, осліплення занадто

яскравим світлом стомлюють око, знижують його захисну реакцію, око

втрачає контрастну чутливість і гостроту зору.

У освітленні цеху бере участь природне освітлення, що здійснюється

бічним світлом через світлові пройми в зовнішніх стінках( вікна), штучне,

утворюване електричними лампами і суміщене, при якому у світлий час доби

недостатнє по нормам природне освітлення додається штучним.

Також є евакуаційне освітлення для евакуації людей із приміщення при

відключенні роботи освітлення.

Виробниче освітлення нормується СНіП П-4-79

Наше приміщення належить до приміщень I групи за зоровою роботою.

Освітленість від системи загального штучного освітлення повинно

скадати не менше 100 лк і більше 300 лк, при лампах розжарювання. В

даному приміщенні система штучного освітлення складає 200 лк, що

відповідає нормі


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

43

3.4 Шум

З фізіологічної точки зору шум – шкідливий подразник, що діє на орган

слуху й увесь організм людини, в тому числі і на ЦНС. Шум як фізіологічне

явище - сукупність звуків різноманітної частоти й інтенсивності. Характер

шуму залежить від виду джерела.

У лабораторії, де відбувається зборка приладу, діють механічний і

аеродинамічний шум. Основним джерелом шуму в даній лабораторії є шум

вентиляторів і насосів, а також шум, що виникає в результаті руху окремих

деталей і вузлів устаткування.

Діапазон частот звука, що чутні лежить у діапазоні 16 -20000 Гц.

Шум на робочих місцях не повинен перевищувати припустимих рівнів,

значення яких приведені в ГОСТ 12.1.003-83 Шум. Припустимий рівень

шуму в приміщеннях, де відбувається точна зборка - 65 дБ..

Вібрації та шум, спричинені Курсогоризонтом не виявлені.

3.5 Методи захисту від шуму

Будівельно-акустичні методи захисту від шуму передбачені

будівельними нормами і правилами (СНіП-II-12-77) це:

звукоізоляція огороджувальних конструкції, ущільнення по периметру

притворів вікон і дверей;

звукопоглинальні конструкції і екрани;

глушники шуму, звукопоглинальні облицювання.

Зменшення шуму, що проникає в приміщення ззовні, досягається

ущільненням по периметру притворів вікон і дверей. Під звукопоглинанням

розуміють властивість акустично оброблених поверхонь зменшувати

інтенсивність відбитих ними хвиль за рахунок перетворення звукової енергії

в теплову. Звукопоглинання є досить ефективним заходом щодо зменшення

шуму. Найбільш вираженими звукопоглинальними властивостями володіють


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

44

волокнисто-пористі матеріали: фібролітові плити, скловолокно, мінеральна

вата, поліуретановий поропласт, пористий полівінілхлорид та ін. До

звукопоглинальним матеріалів відносяться лише ті, коефіцієнт

звукопоглинання яких не нижче 0,2.

Звукопоглинальні облицювання із зазначених матеріалів (наприклад, мати

з тонкого скловолокна з оболонкою зі склотканини потрібно розмістити на

стелі і верхніх частинах стін). Максимальне звукопоглинання буде досягнуто

при облицюванні не менше 60% загальної площі огороджувальних поверхонь

приміщення.

3.6 Вентиляція

Системи опалення і системи кондиціювання варто встановлювати так,

щоб ні теплий, ні холодне повітря не направлявся на людей. На виробництві

рекомендується створювати динамічний клімат з визначеними перепадами

показників. Температура повітря в поверхні підлоги і на рівні голови не

повинна відрізнятися більш, ніж на 5 градусів. У виробничих приміщеннях

крім природної вентиляції передбачають припливно-витяжну вентиляцію.

Основним параметром, що визначає характеристики вентиляційної системи, є

кратність обміну, тобто скільки разів на годину зміниться повітря в

приміщенні.

При зборці Курсогоризонта шкідливих виділень в повітря робочої зони не

виявлено.

3.7 Аналіз пожежної безпеки приміщення цеху

При вирішені профілактичних задач спочатку проводять оцінку

пожежної безпеки технологічного процесу і окремих його вузлів. Причинами

пожежі можуть бути несправна проводка, зламані незакріплені лампи,

нехтуваннями правил протипожежної безпеки і т. п. Приміщення

випробувального цеху, яке ми розглядаємо, відноситься за ступенем

вибухонебезпечності до категорії В, тому обов’язково має бути вогнегасник.

45

На випадок виникнення пожежі в приміщенні цеху повинна бути

забезпечена можливість евакуації людей, які знаходяться в будівлі, через

евакуаційні виходи. По протипожежним нормам виходи відповідають

нормам, якщо вони

а) з робочого приміщення ведуть зовні через коридор;

б) з приміщення – в сусідні приміщення, забезпечені виходами

безпосередньо зовні.

Основні норми еваковиходів приведені в таблиці 3.2

Характеристика еваковиходів. Таблиця 3.2.

Характеристика Нормативні значення Існуючі

значення

Ширина дверей, м Не менш 0.8 2.4

Ширина коридорів, м 1.4 3.4

Ширина проходів, м 1.0 3.6

Ширина площадок сходів, м 1.05 2.5

Двері відчиняються по направленню виходу з будівлі. Найбільш

критичними ділянками маршруту слідування персоналу на випадок пожежі

являється загальний коридор та сходи зовні будови. Згідно їм повинна

приділятися особлива увага. Коридор та сходи повинні не бути

загромадженими, мати безперервне освітлення знаходитися в чистоті та

порядку.

При вступі нового співробітника на роботу проводиться інструктаж з

пожежної безпеки з ціллю навчити користуватися вогнегасниками, методами

боротьби з пожежею, ознайомлення з розташуванням і схемою евакуації з

приміщення.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

46

3.8 Аналіз умов електробезпеки

При зборці і наладці системи може бути небезпечні електричний струм,

розряди атмосферної і виробничої статичної електрики.

Лабораторія, де відбувається процес зборки - це сухе без пильне

приміщення з нормальною температурою повітря і з ізольованими

підлогами. Тому дане приміщення кваліфікується як приміщення без

підвищеної електронебезпечності.

В приміщенні цеху знаходиться обладнання, яке може при

неправильному використанні вразити електричним струмом або пробої

провідників. В приміщенні використовується напруга 220 В і частота 50 Гц, а

також при випробуваннях приладу 35 В і 400Гц. Тому в цеху передбачені

слідуючи заходи безпеки при нормальному становищі електрообладнання.

Недоступність струмоведучих частин для випадкового доторкання

забезпечується наступними засобами:

- огородженнями у вигляді корпусів;

- розташування струмоведучих частин на недосяжній висоті;

- передбачена робоча ізоляція.

Для обчислювальної машини застосовують блочну систему. Окремі

блоки, встановлені в загальному корпусі, з’єднані один з другим та з блоком

живлення штепсельними роз’ємами. При вийманні блока штепсельний

роз’єм розмикається і блок автоматично відключається від живлення.

Перед початком роботи кожен працівник обов’язково має пройти

інструктаж з електробезпеки. Це надасть можливість уникнути нещасних

випадків на підприємстві. Якщо ж не вдалося уникнути даної проблеми, то

кожен працівник має знати як треба вчинити з потерпілим.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

47

3.9 Висновок

У даному розділі дипломної роботи були викладені вимоги до робочого

місця в цеху. Створені умови повинні забезпечувати комфортну роботу. Були

зазначені оптимальні розміри робочого місця, а також проведено вибір

системи і розрахунок оптимального освітлення виробничого приміщення, а

також розрахунок рівня шуму на робочому місці. Дотримання умов, що

визначають оптимальну організацію робочого місця інженера - програміста,

дозволить зберегти гарну працездатність протягом усього робочого дня,

підвищить як в кількісному, так і в якісному відносинах продуктивність

праці працівників цеха, що в свою чергу сприятиме якнайшвидшій розробці і

налагодженню продукту.

48

4 ЕКОНОМІКО-ОРГАНІЗАЦІЙНІ РОЗРАХУНКИ

Економічні науки вивчають закони розвитку суспільно-виробничих

відношень які складаються між людьми у процесі виробництва і розподілу

матеріальних благ. Усі економічні науки вивчають економічні відношення у

їх безпосередньому зв’язку з виробничими силами і у взаємодії політичною

системою, соціальною і духовною сферами.

Економіка виробництва вивчається на базі закономірностей, які

притаманні розвитку промисловості в цілому.

Успішний розвиток виробничої промисловості дуже залежить від

заглиблення економічної освіти інженерно-технічних кадрів

машинобудування. Керівник повинен володіти знаннями та навичками, які

дозволяють знаходити раціональні методи реалізації рішень, які вони

розробляють, області їх ефективного використання, оперативно приймати

оптимальні рішення. Інженер повинен володіти методикою економічного

аналізу і обґрунтування економічної ефективності рішень, які приймаються,

економічної оцінки і прогнозування розвитку техніки і технології. Будучи

одночасно і організатором виробництва, інженер повинен вивчати основи

планування і регулювання заробітної плати та матеріального стимулювання.

У даному розділі будуть розглянуті два основних пункти по

виготовленні «Курсогоризонта»: оцінка рівня якості і кошторис витрат на

НДР.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

49

4.1 ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ВИРОБУ

4.1.1 Вихідні положення

Оцінка рівня якості виробу (приладу, системи, програмного продукту)

проводиться з метою порівняльного аналізу і визначення найбільш

ефективного в технічному відношенні варіанта інженерного рішення. Така

оцінка проводиться на стадіях створення нової і модернізації діючої техніки,

при впровадженні її у виробництво, в процесі проведення функціонально-

вартісного аналізу тощо.

На різних етапах оцінка рівня якості виробу має свої особливості.

На стадії створення нових або модернізації діючих виробів, коли за

варіантами, що підлягають розгляду, недостатньо інформації щодо кількісної

характеристики властивостей виробу, узагальнюючий показник рівня якості

– коефіцієнт технічного рівня (. .Т РK ) розраховується для кожного варіанту

інженерного рішення за формулою:

n

iiji

jPT

BK1

.., (4.1)

де i - коефіцієнт вагомості i-го параметра якості в сукупності прийнятих для

розгляду параметрів якості;

ijB - оцінка і-го параметра якості j-го варіанту виробу в балах;

n- кількість параметрів виробу, які прийняті для оцінки.

Кращим варіантом інженерного рішення виробу з прийнятих до

розгляду є варіант, якому відповідає найбільше значення коефіцієнта

технічного рівня:

При наявності кількісної характеристики властивостей виробу

коефіцієнт технічного рівня можна визначити за формулою:

ijiPT qK .. (4.3)

де ijq - відносний (одиничний) і – й показник якості j – ого варіанта виробу.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

50

4.1.2 Обґрунтування системи параметрів виробу і визначення

відносних показників якості

За функціональними можливостями виробу вимоги замовника до його

основних функцій, а також умов, які характеризують його експлуатацію,

визначають основні параметри виробу (приладу, засобів обчислювальної

техніки, програмного продукту), які будуть використані для розрахунку

коефіцієнта технічного рівня виробу. Система обчислюваних параметрів має

достатньо повно характеризувати споживчі властивості виробу (його

призначення, надійність, економне використання ресурсів, стандартизацію

тощо). Чим більше параметрів прийнято для оцінки рівня якості, тим точніша

буде оцінка. У будь-якому випадку кількість параметрів повинна бути не

менше шести. Основні параметри виробу мають бути достатньо

охарактеризовані.

Наведемо основні параметри та зробимо оцінку рівня якості (табл. 4.1).

Таблиця 4.1

Основні технічні параметри виробу

Параметри Одиниці

вимірювання

Новий виріб

(Курсогоризонт)

Базовий

виріб

Аналоговий

виріб

Діапазон робочих кутів град/с 360 360 360

Напруга живлення

ламп підсвітки В 6 6 12

Вібрація в діапазоні

частот Гц 80 60 75

Максимальна робоча

температура С 50 40 45

Мінімальна робоча

температура С -20 -20 -18

Маса Кг 0.4 0.6 0.6


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

51

Відносні (одиничні) показники якості за будь-яким параметром qi ,

якщо вони знаходяться у лінійній залежності від якості, (4.2) визначаються за

формулами:

i

i

E

H

iP

Pq (4.3)

або

i

i

H

Б

iP

Pq ' (4.4)

де iHP ,

iБP - числові значення і – го параметру відповідно до нового і базового

виробів.

Формулу (2.3) використовують під час розрахунку відносних показників

якості, якщо збільшення значення параметра поліпшує якість виробу

(наприклад, продуктивність виробу, економність тощо), і формулу (2.4) –

якщо зі збільшенням кількісного значення параметра якість виробу

погіршується (наприклад, маса, габарити, споживана потужність тощо).

Значення відносного показника якості має бути більше одиниці за умови

поліпшення q-го показника якості та менше одиниці − його погіршення.

Для параметрів приладів, що розглядаються, відносні показники якості

вміщено в табл. 4.2

Таблиця 4.2

Відносні показники якості

Параметри Новий виріб Базовий

виріб Аналоговий виріб

Діапазон

робочих кутів 1 1 1

Напруга

живлення ламп 1 1 2


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

52

підсвітки

Вібрація в

діапазоні частот 0,75 1 0,8

Максимальна

робоча

температура

0.8 1 0,89

Мінімальна

робоча

температура

1 1 0,99

Маса 1 1 1

За першим, третім та шостим параметрами цієї таблиці відносний

показник якості визначають методом експертної оцінки.

4.1.3 Визначення коефіцієнтів вагомості параметрів

Вагомість кожного параметра в загальній кількості параметрів, що

розглядають при оцінці, визначається методом попарного порівняння. Оцінку

проводить експертна комісія, кількість членів якої повинна дорівнювати

непарному числу.

Визначення коефіцієнтів вагомості передбачає: визначення ступеня

важливості параметрів шляхом присвоєння їм відповідних рангів; перевірку

придатності експертних оцінок для подальшого використання; виявлення і

оцінка попарного пріоритету параметрів; обробку результатів і визначення

коефіцієнтів вагомості ( i ).

Сума коефіцієнтів вагомості всіх показників дорівнює одиниці.

Після детального обговорення та аналізу кожний експерт оцінює

ступінь важливості параметрів шляхом присвоєння їм рангів. Результати

експертного ранжирування подано в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Результати ранжирування параметрів


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

53

Назва параметра

Ранг показника за оцінкою

експерта Сума

рангів

iR

Різниця

1-го 2-го 3-го 4-го 5-

го

2

i

Діапазон робочих кутів 6 6 6 5 5 28 10,5 110,25

Напруга живлення

ламп підсвітки 2 1 3 1 3 10 -7,5 56,25

Вібрація в діапазоні

частот 3 3 2 4 1 13 -4,5 20,25


температура 5 4 5 2 4 20 2,5 6,25

Мінімальна робоча

температура 4 5 4 6 6 25 7,5 56,25

Маса 1 2 1 3 2 9 -8,5 72,25

Сума рангів за стовпцем 21 21 21 21 21 105 0 321,5

Визначення можливості використання результатів ранжирування

параметрів для подальших розрахунків проводять на підставі розрахунку

коефіцієнта конкордації (узгодженості) експертних оцінок. Для цього:

а) Визначають суму рангів кожного показника (за рядками):

N

iiji rR

1 (4.8)

де rij – ранг і- го параметра, визначений j - м експертом;

N – кількість експертів.

Проводять перевірку загальної суми рангів, яка повинна дорівнювати:

2

)1(

nNnRij (4.9)

1052/)16(65 R

б) обчислюють середню суму рангів Т за формулою:

i

54

ijRn

T1

(4.10)

1105 17,5

6T

в) визначають відхилення суми рангів кожного параметра R від

середньої суми рангів (T):

TRii (4.11)

Сума відхилень за всіма параметрами має дорівнювати нулю.

г) визначають коефіцієнт узгодженості (конкордації) за формулою:

)(

1232 nnN

SW

(4.13)

Думку експертів узгоджено, так як HWW , де HW = 0,67 – допустимий

коефіцієнт конкордації.

Використовуючи отримані від кожного експерта результати ранжування

параметрів (див. табл. 3), проводиться попарне порівняння всіх параметрів

(результати заносяться до табл. 4). При проведенні попарного порівняння

параметрів слід пам’ятати, що порівнюються не числові значення

виставлених експертами оцінок, а ранги (або місце цих оцінок). Таким

чином, якщо, наприклад, перший експерт подав оцінку важливості параметру

П1 x1 = 2, а параметру П2 x2 = 1, то при парному порівнянні параметрів, у

табл. 4 заноситься знак «<», бо «2» < «1», тобто друге місце менше першого.

Результати попарного порівняння мають наступний вигляд (табл.4).


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

55

56

Таблиця 4.4

Попарне порівняння параметрів

Параметри Експерти Підсумкова

оцінка

Числове значення

коефіцієнтів

переваги 1 2 3 4 5

x1 і x2 < < < < < < 0.5 та 1,5

1 і 3 < < < < < < 0.5 та 1,5

1 і x4 < < < < < < 0.5 та 1,5

1 і x5 < < < > > < 0.5 та 1,5

1 і x6 < < < < < < 0.5 та 1,5

2 і 3 > > < > < > 1.5 та 0,5

2 і 4 > > > > > > 1.5 та 0,5

2 і x5 > > > > > > 1.5 та 0,5

2 і x6 < > < > < < 0.5 та 1,5

x3 і x4 > > > < > > 1.5 та 0,5

x3 і x5 > > > > > > 1.5 та 0,5

x3 і x6 < < < > < < 0.5 та 1,5

x4 і x5 < > < > > > 1.5 та 0,5

x4 і x6 < < < > < < 0.5 та 1,5

x5 і x6 < < < < < < 0.5 та 1,5

На основі числових даних ija табл. 2.4 складаємо квадратну матрицю

ijaA (табл. 4.5).

)( ija


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

57

Таблиця 4.5.

Розрахунок вагомості (пріоритетності) кожного параметра i ( i ) проводиться

для першої ітерації за формулами (1.15) та (1.16):

1

,ii n

i

b

b

(4.15)

1

,N

il

l

b a

(4.16)

де ib — вагомість і-го параметра за результатами оцінок всіх експертів -

визначається як сума значень коефіцієнтів переваги ( ija ) даних усіма

експертами по і-му параметру.

Результати розрахунків заносяться у табл. 5.

На другій і наступних ітераціях значення коефіцієнта вагомості ( i )

розраховується за формулами (17), (18) та (19):

1

,v

v ii n

v

i

i

b

b

(4.7)

де v - номер відповідної ітерації (ступінь не беремо), а v

ib -

визначається як

ix Параметри jx Перша ітерація Друга ітерація

ib i ib i

1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3.5 0,1 19,25 0,096

1,5 1 1,5 1,5 1,5 0,5 7,5 0,21 42,25 0,2107

1,5 0,5 1 1,5 1,5 0,5 6,5 0,19 35,25 0,1758

1,5 0,5 0,5 1 1,5 1,5 6,5 0,19 35,25 0,1758

0,5 1,5 0,5 0,5 1 0,5 4,5 0,13 27,25 0,1359

0,5 1,5 1,5 1,5 0,5 1 6,5 0,19 41,25 0,2057

Сума: 35 1.01 200,5 0,9999


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

58

1

2

1 2, ,..., ,...

v

v

v v

i i i i il

v

n

b

bb b a a a

b

(4.18)

У табл.6 розраховано . .Т РK для визначених виробів.

Розрахунок технічного рівня виробу

Таблиця 4.6

Параметри Новий виріб Базовий

виріб Аналоговий виріб

Діапазон робочих кутів 0,096 0,096 0,096

Напруга живлення ламп

підсвітки 0,2107 0,2107 0,4214

Вібрація в діапазоні частот 0,1335 0,1758 0,1406


температура 0,1406 0,1758 0,156

Мінімальна робоча температура 0,1359 0,1359 0,002

Маса 0,2057 0,2057 0,2057

КТ.Р 0,65 1 0,596

Висновок

Отримане значення технічного рівня якості розробленого зразка складає 0,65,

що менше за одиницю та рівень базового зразка. Що свідчить про

пріоритетність нового виробу.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

59

4.3 КОШТОРИС ВИТРАТ НА НДР

Кошторис розробляється виконавцем робіт на основі календарного

плану виконання робіт (сітьового графіка) і затверджує замовник або орган,

що забезпечує фінансування робіт. Витрати, які становлять собівартість

науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт (НДДКР), групують

відповідно до їх економічного змісту за такими елементами.

4.3.1 Матеріальні витрати

Матеріальні витрати подано в табл.4.10, а покупні вироби − у табл. 4.11

Таблиця 4.10

Назва

матеріалу

Одиниці

виміру Кількість

Ціна одиниці

грн. Сума грн.

Ватман Шт. 3 6 18

Папір А4 Пачка 1 70 70

Олівець Шт. 3 5 15

Гумка Шт. 1 3 3

Ручка Шт. 2 5 10

Лінійка Шт. 1 5 5

Картридж для

принтеру Шт. 1 350 350

Всього 471

Невраховані матеріали 30

Всього 501

Транспортно-матеріальні витрати 30


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

60

Загалом 531

Таблиця 4.11

Покупні вироби

Назва виробу Кількість

Ціна

одиниці, грн Сума, грн.

Магніт 4шт 300 1200

Сталь 0,4 кг 16 6,40

Прокладка

резинова 5 шт 10 50

Підшипники 5 шт. 20 100

Індикація 1 шт. 400 400

Гвинт 20 шт. 2,50 50

Лампочка

підсвітки 1 шт. 20 20

Елемент живлення 1 шт. 25 25

Опори 2 шт. 200 400

Гайка 1 шт. 30 30

Всього 2281,4

Невраховані

покупні вироби 400

Всього 2681,4


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

61

4.3.2 Витрати на оплату праці

До цього елемента належать витрати на виплату основної та додаткової

заробітної плати виконавців, ураховуючи всі види матеріальних і грошових

доплат, обчислені згідно із системами оплати праці, прийнятими в

організації. Основну заробітну плату розраховують на основі даних про

трудомісткість окремих робіт (наприклад, установлених у сітьовому графіку)

і посадових окладів основних виконавців НДР. Інформацію про

трудомісткість робіт зводять до табл. 4.12.

62

Таблиця 4.12

Трудомісткість виконання робіт

Робота

Трудомісткість людино-дні

Сума

Нач

альн

и

к в

ідд

ілу

Інж

енер

-

техн

олог

Інженер-

конструктор

1 Отримання ТЗ 0.5 − − 0,5

2 Складання кошторису витрат 1,5 − − 1,5

3 Пошук і аналіз літератури − 2 − 2

4 Огляд і аналіз аналогів 1 3 − 4

5

Огляд і аналіз патентів пром.

Зв’язків 1,5 1,5 − 3

6 Розробка математичної моделі 2 2 − 4

7 Габаритний розрахунок 1,5 1,5 − 3

8

Розробка функціональної

схеми − 2 − 2

9 Розробка кінематичної схеми − 1,5 − 1,5

10 Вибір механічних елементів 2 1 − 3

11 Вибір покриття 1 1 − 2

12

Попереднє компонування

приладу 1 - − 1

13 Розрахунок точності 1 1 − 2

14 Остаточне компонування 1 − − 1

15

Проектування функціональної

схеми − 1 − 1

16

Розробка складального

креслення − 1,5 − 1,5

17 Розробка креслень деталей − 1 − 1

18

Оформлення технічної

документації 2 2 − 4

19 Здача готового проекту - 1 − 1

20 Складання та юстування − − 10 10


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

63

Всього 16 23 10 49

Денну заробітну плату визначають на підставі місячних окладів,

ураховуючи тривалість умовного місяця (25,4 дня при шестиденному

робочому тижні; 21,1 дня при п'ятиденному робочому тижні). Результати

розрахунків основної заробітної плати виконавців зводять у табл. 4.13.

64

Таблиця 4.13

Основна заробітна плата виконавців

Посада Місячний

оклад, грн

Денна

заробітна

плата, грн

Трудомісткість,

людино-дні

Основна

заробітна

плата, грн

Начальник відділу 4000 189,57 16 3033,12

Інженер-технолог 1300 61,61 23 1417,03

Інженер-конструктор 3000 142,18 10 1421,8

Всього 5871,95

Додаткова заробітна плата (премії, одноразові заохочення та ін.)

складає 30% від основної заробітної плати – 1761,59 грн.

4.3. Утримання із заробітної плати і нарахування на фонд оплати праці

До цього елементу належать витрати здійснювані у порядку та

розмірах, передбачених законодавством України:

Таблиця 4.5.

Єдиний соціальний внесок

на обов'язкове державне

пенсійне страхування 3,6% 211,4грн

на обов'язкове соціальне

страхування 2 % 117,4грн

Всього ЄСВ 5,6 % 328,8грн


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

65

4.3.3 Витрати на спеціальне обладнання

У цій статті розраховуються витрати на придбання машин, приладів та

іншого обладнання, яке необхідне тільки для цієї НДДКР. В нашому випадку

ми нічого не купуємо, тобто витрати на спеціальне обладнання не

передбачені.

4.3.4 Витрати на службові відрядження

Витрати на службові відрядження складаються з фактичних витрат на

відрядження штатних працівників, зайнятих виконанням НДДКР: витрат на

проїзд до місця відрядження і назад, витрат на проживання у готелі, добові

витрати, які розраховуються за кожний день перебування у відрядженні,

враховуючи перебування у дорозі.

Для даної НДДКР витрати по цій статті не передбачені.4.3.5

Експериментально-виробничі витрати

Експериментально-виробничі витрати включають витрати на

виготовлення стендів, дослідних зразків, окремих вузлів, деталей та ін., коли

вони виготовляються в інших самостійних відділах або в інших організаціях.

Ця стаття враховує витрати на оплату машинного часу, пов’язаного з

підготовкою і налагодженням програм. Витрати розраховуються виходячи з

кількості годин машинного часу, необхідного для виконання потрібного

обсягу обчислювальних робіт за темою і вартістю однієї машинної години.

Результати розрахунків оформляють у вигляді таблиці 4.14.

Таблиця4.14

Витрати на оплату машинного часу

Роботи які

виконуються на

ЕОМ

Тривалість

виконання роботи,

год

Вартість однієї машино-

години, грн

Сума витрат,

грн.

Написання та друк

пояснювальної

записки

20 10 200


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

66

Креслення у

програмі "AutoCad

2010"

60 20 1200

Всього 1400

4.3.6 Накладні витрати

Витрати за цією статтею розраховуються за нормативом, встановленим

підприємством відносно заробітної плати, який може знаходитись в межах

50-100%; для НТУУ „КПІ” – 67 % відносно заробітної плати, або 20 % від 11-

ої статті „ Повна вартість роботи, виконаної власними силами”. Таким

чином:

5871,95 0,67 = 3934,21 грн.

4.3.7 Прибуток

Прибуток визначається у відсотках від суми витрат, для НТУУ „КПІ”

він становить 5 – 10 %. Тобто

Сума витрат:

16508,95

Прибуток:

16508,95* 0,1 = 1650,895грн.

4.3.8 Загальні витрати

Таблиця 2.10.

Таблиця загальних витрат

Назва статті витрат Сума, грн.

Матеріальні витрати 531


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

67

2681,4

Витрати на оплату праці 7633,54

Єдиний соціальний

внесок 328,8

Експериментально-

виробничі витрати 1400

Накладні витрати 3934,21

Прибуток 1650,895

Всього 16508,95

4.3.9 Податок на додану вартість (ПДВ)

ПДВ обчислюється в розмірі 17 % від загальних витрат.

16508,95* 0,17 = 2806,5 грн.

4.3.10 Повна вартість роботи, виконаної власними силами

Повна вартість роботи, виконаної власними силами – це сума статей

2.3.8 та 2.3.9.

16508,95+ 2806,5 = 19315,5 грн.

Висновок до розділу 4

Виконавши обробку результатів та провівши експертне ранжування було

доведено, що даний пристрій (Курсогоризонт) має найкращий показник

технічного рівня якості серед розглянутих. Розрахувавши кошторис

витратоств на НДДКР, ми побачили, що наш прилад має не високу

собівартість.


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

68

4.4 КОШТОРИС ВАРТОСТІ РОБОТИ

Курсогоризонт

(вид, тема роботи та номер реєстрації)

Джерело фінансування замовник

Замовник: каф. ПСОН НТУУ «КПІ»

Співвиконавці: Борисенко Б.Г.

Термін виконання робіт: початок03.03.2014, закінчення15.06.2014,

Стаття витрат Норматив Сума, грн. Питома вага

калькуляції, %

1. Матеріали

3212,4

28,77

2. Заробітна плата, всього у

тому числі:

- основна

- додаткова

5871,95

1761,59

23,9

7,2

3. Єдині соціальні внески:

- пенсійне страхування;

- соціальне страхування

3,6%

2%

5,6%

211,4грн

117,4грн

328,8 9,01

4. Спеціальне обладнання -

- -

5. Відрядження -

-

-

6.Експериментально-

виробничі витрати

1400

6,05

7. Накладні витрати 67% 3934,21 16,01

7а. Сума витрат

16508,95 90,92

8. Прибуток

10% 1650,895грн 9,092

9. Загальні витрати

16508,95 100

10. ПДВ 17% 2806,5

11. Повна вартість роботи.

виконаної власними

силами

19315,5

12. Договірна ціна 20000

Дата складання Керівник ______________

кошторису "___"_________ 20__ р. Економіст ______________


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

69

Список використаної літератури

1. А.П. Коваленко. Магнитные системы управления косьмическими

летальними апаратами.1975г.

2. Бондарь П.М. Физические основы орирентации и навигации. Ч.I.

Физические поля земли./ П.М.Бондарь, Ю.В. Степанковский. -

К.Корнийчук,2002г.

3. М.С.Козлов. Авиационные приборы. Элементы устрйства и расчета

пилотажно-навигационных приборов./Под ред.. Г.О.Фридлендер – М. ВВИА

им. Жуковского , 1955.-175ст

4. Одинцов А.А. Ориенация обьектов в магнитном поле Земли. Учебное

пособие для студентов приборостроительных спеціальностей./ А.А. Одинцов,

В.В. Мелешко, С.А. Шаров – К: Корнийчук, 2007.

5. Одинцов А.А. Теория и расчѐт гироскопических приборов – К.:

Головное издательство издательского объединения «Вища школа» , 1985г.

6. Постоянные магниты.Справочник. Под ред. Доктора техн. Наук,проф.

Ю.М. Пятина

7. Патент РФ № 4847500/10, 15.12.1994. Авдеев А.В., Арзамасское

опытно-конструкторское бюро "Темп", Курсогоризонт

8. Патент ФГР N 438553, кл. G 01 С 17/20, 1983.

Патент ФРГ N.3024734,,кл. G 01 С 9/14, 1980. КУРСОГОРИЗОНТ


Арк.

ПГ 1101. 1730. 000 ПЗ

70

Documents

Анотація - kpi.uakafpson.kpi.ua/diplom/bak/2015/bak1_2015.pdf · 3 Abstract In this project, the results of the development of complex measuring angular motion parameters