Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования . 7
1.1 .Актуальность разработки и совершенствования устройств шумопонижения в газовых потоках механизмов и машин. 7
1 . Перспективные направления снижения шумности газовых потоков при работе различных машин и механизмов . 29
1.3 .Постановка задач исследования 3 7
Глава 2. Аналитическое исследование шумообразования при работе машин . 39
2.1. Теоретические предпосылки снижения шума при работе машин. 39
2.2. Анализ существующих методов решения проблемы снижения шума при работе машин . 42
2.3. Анализ возникновения шума в процессе такта выпуска. 63
Интерференция как физическое явление. 74
Обоснование интерференции, стационарная интерференция 75
2.4. Математическая модель оптимизации параметров газового
потока 77
2.5. Выводы по второй главе. 79
Глава 3. Методика проектирования разработанного устройства шумопониже ния, конструктивные особенности и технология его изготовления 80
3.1. Методика проектирования устройства шумопонижения с улучшенными параметрами 80
3.2. Конструктивные особенности .
3.3. Технология изготовления элементов предлагаемой системы шумопонижения. 92
3.4. Выводы по третьей главе. 94
Глава 4. Экспериментальное исследование влияния конструктивных особенностей отдельных участков и механических устройств системы на шумообразование . з
4.1. Экспериментальное оборудование. 95
4.2. Методика проведения испытаний и их результаты . 105
4.3. Выводы по четвертой главе. 117
Глава 5. Практическая реализация результатов исследования . 118
5.1. Примеры реализации разработанной конструкции устройства шумопонижения 118
5.2. Натурные испытания предложенного в настоящей работе устройства шумопонижения 119
5.2. Экономический эффект внедрения предлагаемого устройства шумопонижения. 121
5.3. Выводы по работе. 124
Список использованной литературы. 126
Приложения: Акты внедрения
- Перспективные направления снижения шумности газовых потоков при работе различных машин и механизмов
- Анализ существующих методов решения проблемы снижения шума при работе машин
- Конструктивные особенности
- Методика проведения испытаний и их результаты
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Одной из актуальных задач, стоящих перед учеными и инженерно-техническими работниками, занятыми в проектировании и создании новых конструкций машин, является повышение эффективности систем шумопонижения.
При работе многих машин образуются газовые потоки с мощной шумовой составляющей. Звуковые колебания определенных параметров оказывают негативное техногенное воздействие на окружающую среду и организм человека.
Существующие методы решения данной проблемы недостаточно эффективны, т.к. предлагаемые конструкции неизбежно вызывают потери мощности за счет повышенного сопротивления движению газового потока.
Все это указывает на важность и необходимость проведения научно-исследовательских работ по изучению звуковых колебаний газовых потоков, разработки методов воздействия на них с целью достижения требуемых параметров, позволяющих снижать звуковое воздействие при движении газовых потоков без потерь мощности на их перемещение.
Такие параметры предлагаемой в работе системы достигаются использованием эффекта интерференции звуковых волн в двух равноценных потоках движущихся газов практически в любом диапазоне звуковых частот.
Цель работы - создание устройства снижения уровня шумового воздействия от работы машин с минимизацией потерь мощности на перемещение газовых потоков на основе управления параметрами звуковых волн применением физического эффекта их интерференции.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
На основе анализа методов проектирования машин и механизмов, систем приводов, узлов и деталей машин выявить факторы, управление которыми позволяет снижать шумность работы машин.
Разработать математическую модель, позволяющую устанавливать функциональную зависимость параметров звуковой волны, проходящей по системе транспортирования газов, от конструктивных особенностей и параметров рабочего процесса устройства шумопонижения.
Спроектировать экспериментальное оборудование, позволяющее проводить комплексное исследование влияния изменения расчетных параметров составляющих элементов системы шумопонижения, на параметры звуковой волны, проходящей по элементам данной системы.
4. На основании результатов теоретико-экспериментального исследова
ния разработать методику проектирования устройств шумопонижения
газовых потоков машин на основе физического эффекта интерференции
звуковых волн без потери мощности с определением их параметров.
5.Разработать технологические схемы создания и обосновать параметры устройств шумопонижения.
6. На основании полученных результатов исследования внедрить в практику методы проектирования устройств шумопонижения газовых потоков с меньшими потерями мощности на транспортировку газов. Методы исследования включали: методы физического и математического моделирования процессов распространения звуковых волн в движущихся потоках газов в условиях повышенных температур, экспериментальные исследования в лабораторных условиях и натурные испытания. Научная новизна работы заключается в следующем: 1 .Установлены функциональные зависимости параметров звуковой волны газового потока от конструктивных особенностей и параметров рабочего процесса разработанного устройства шумопонижения;
2.Установлены зависимости потерь мощности машин на продвижение газового потока от геометрических параметров конструктивных элементов устройств шумопонижения;
3 .Разработана методика проектирования устройств шумопонижения с улучшенными параметрами за счет обеспечения рациональных характеристик газового потока.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделирования изучаемых процессов, подтверждена лабораторными и натурными испытаниями изготовленных в соответствии с произведенными расчетами опытных образцов.
Практическая ценность работы.
Разработанное устройство снижения уровня шумового воздействия от работы машин позволяет добиться:
Снижения шумового воздействия машин на окружающую среду на 37%;
Снижения потерь мощности на перемещение по трубопроводам газового потока на 11,1%;
3. Снижения материальных затрат при производстве и эксплуатации машин.
Практическая ценность данной работы подтверждена официальными результатами исследований, проведенных в бюро по доводке агрегатов отдела главного конструктора Ульяновского автомобильного завода.
Реализация результатов работы Результаты данной научной разработки используются при изготовлении систем шумопонижения на Себряковском комбинате асбоцементных изделий (СКАИ), ООО «Эпико» и «Резерв продукт».
На защиту выносятся:
1 .Методика проектирования устройств шумопонижения.
2.Математические модели, устанавливающие связь конструктивного решения и параметров устройств шумопонижения машин с параметрами звуковых волн.
3 .Методы, технические средства и результаты экспериментальных исследований зависимости параметров звуковых волн, проходящих по системе газопроводов от расчетных параметров элементов устройства шумопонижения.
4.Технологические схемы создания и параметры устройств шумопонижения. Объем и структура работы.
Перспективные направления снижения шумности газовых потоков при работе различных машин и механизмов
Сложный звук. Звуковой спектр.
Всякий периодический звуковой процесс, при котором изменение звукового давления происходит не по синусоидальному закону, воспринимается слухом как сложный звук, т.е.как звук, составленный из нескольких чистых (синусоидальных) тонов. Совокупность чистых тонов, образующих сложный звук, называется его звуковым спектром. Звуковой спектр может быть,дискретным (составленным:из конечногофяда слагающих, размещенных на конечных; интервалах частот) или- непрерывным. В последнем случае звуковая; энеогия непрерывно распределена более или менее пшрокойшолосе частот. Звуковые: волны составляют. неотъемлемую часть окружающей че-ловекашрироды,. без них; жизнь-человеческого. общества!вообще:невозможное представить. Но-зачастую звуковые;волны, шум1 оказывают неблагоприятные воздействия на человека и; окружающую егошрироду, и возникает необ-ходимость изоляции источника шума или снижения шумности производящего его механизма или устройства.. Именно этот аспект и является-предметом рассмотрения в данной работе.
В; технической акустике термин «шум» обозначает сложный звуковой процесс с богатым спектром; обладающим как непрерывной частью, так и дискретной; (последняя в некоторых случаях может и отсутствовать. Некоторые шумы содержат звуки ударного характера (импульсы):
Шумы большинства механизмов слагаются в различных сочетаниях из звуков, возникающих при следующих часто встречающихся механических процессах, из которых можно выделить: -соударении деталей механизмов (например, зубьев шестерен); -обтекании газовым потоком выступающих частей; -выхлопе газов из рабочих цилиндров; -магнитострикции ферромагнитных деталей (например, сердечников трансформаторов) [10]. Шумы ударного происхождения характеризуются высокочастотным спектром, типичным для шума зацепления у токарного станка, отбойного молотка и т.п. Однако возможны случаи, когда ударное возбуждение вызовет шум низкой частоты; для этого достаточно, чтобы система, возбуждаемая ударами, имела отчетливо выраженные низкие собственные частоты. Так, например, ри ударах молотка о лист железа возбуждаются не только высокие частоты, свойственные удару, но и низкие, соответствующие резонансам листа.
Характерны шумы при- зацеплении пары стальных шестерен.Основная частота этого шума определяется числом соударений в секунду VIZ f=—, где n-число оборотов в минуту и z-число зубьев. Для шестерен 60 напримерс числом зубьев 32 №скоростьювращенияЛ650 об/мин: основная частота составляет около 900гц, что подтверждается опытнымиизмерениями. Кроме того отчетливо выражается частота,какойлибо из гармоник, в данном случае выделяется шум на частоте третьей гармоники- около 2700Гц.
Шум, возникающий при обтекании тел газовым потоком, связан с вихревой дорожкой Кармана, которая при этом образуется: Этот шум имеет основной период, зависящий от скорости потока и размеров обтекаемого тела. На практике, однако, обе эти величины зачастую не имеют постоянных значений и плавно изменяются в пространстве (например, при обтекании воздушным потоком вращающегося винта сечение потока и его относительная скорость зависят от радиуса точки наблюдения). Поэтому аэродинамический шум обычно имеет непрерывный спектр, распределённый в широком диапазоне частот. Шум выхлопа имеет основную частоту, определяемую количеством оборотов и числом цилиндров двигателя. Для четырехтактного двигателя эта частота f равна - —, где п- число оборотов вала в минуту, і- число цилиндров двигателя. Спектр шума выхлопа имеет большое количество обертонов как дискретных, так и непрерывно распределенных в широком частотном диапазоне.
Магнитный шум имеет место в электромагнитах, трансформаторах, электродвигателях и т.д. Спектр его имеет дискретный характер; амплитуды гармоник обычно убывают по мере повышения частоты. Например, в спектре шума электродвигателя небольшой мощности основная частота магнитного шума находится в пределах около 500 Гц.
Интенсивность всех перечисленных шумов зависит от многих факторов, в первую очередь от мощности механизма и может меняться-в весьма широких пределах.
Шум - один из основных факторов влияющих на здоровье человека. Он приводит к повышенной утомляемости работающих, снижению производительности труда, ухудшению самочувствия, увеличению общей заболеваемости и затруднению речевой связи как в помещениях, так и на территории (в окружающей среде) [2].
Исследования в области влияния шума на человеческий организм, особенно интенсивного и действующего продолжительное время показали, что иногда шум и вибрация приводят даже к необратимым последствиям; Так, у исследуемых работников водного транспорта, отмечались болевые ощущения в ушах, были выявлены необратимые изменения барабанных перепонок в виде меловых отложений, втянутости, а нередко и " скелетирования". Установлено понижение слуха у всех обследованных и на всех проверенных частотах. Уменьшалась память на интенсивность и частоту звуковых сигналов, способность различать минимальные изменения тона по высоте и силе. Исследованиями были отмечены изменения- в вестибулярном аппарате человека, из 20 менялась в худшую сторону координация движения. Отмечалось так же ухудшение зрения. Шум оказывает неблагоприятное действие на центральную нервную1 систему человека, в значительной мере определяет его умственную и физическую работоспособность. Было выявлено воздействие шума на сердечно-сосудистую систему, на частоту и наполнение пульса, на состояние капиллярного кровообращения, повышение внутричерепного и кровяного давления.
Шум действует так же на желудочно-кишечный тракт, что проявляется в увеличении числа и амплитуд сокращений желудка, нарушении его секреторной функции. Установлено, что двух - трехчасовое воздействие шума интенсивностью 80dB. приводит к уменьшению количества желудочного сока и его кислотности. Под воздействием шума изменяются объемы селезенки и почек, а так же функции желез внутренней секреции [21].
Исследования, проведенные лабораториями предприятий, совместно с органами надзора, профсоюзными-организациями-и медицинскими учреждениями [11], установили, что воздействие шума-на организм может проявляться в виде специфического поражения органа-слуха, нарушений-со стороны. ряда органов.и систем-, снижения производительности труда,.снижения внимания, повышения уровня травматизма. Шум-оказывает влияние на весь организм человека: угнетает центральную нервную систему, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена-веществ, возникновению- сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.
Анализ существующих методов решения проблемы снижения шума при работе машин
К сожалению, чугунный цилиндровый блок частично «преодолевает» это препятствие. Если цилиндровый блок с картером испытать в лаборатории на вибрацию, обнаружится, что он обладает множеством резонансов на разных частотах. Изгибные волны, возникающие в металле, отражаются от всех участков блока, где его форма и толщина резко изменяются, создавая во всей конструкции стоячие волны различной пространственной формы и различных частот. Разумеется; все эти волны имеют гармоники. Явление же резонанса в конструкции значительно снижает ее акустический импеданс для . звука резонансной частоты.
Когда фурье-составляющая шума, производимого в камере сгорания, совпадает с какой-либо из резонансных частот блока цилиндра, наружу вырывается значительно большая доля звуковой энергии. Возвращаясь к рис. 3, видим, что именно это и происходит в описанном двигателе при частотах, соответствующих третьей и седьмой гармоникам. Первая, вторая, четвертая и все остальные гармоники, очевидно, хуже «настроены» на резонансные частоты цилиндрового блока и не так легко проходят сквозь него. Все сказанное справедливо для постоянной скорости вращения в 2000 об/мин; при изменении числа оборотов изменится и вся картина. Цилиндровый блок и картер отнюдь не единственные излучатели звука в двигателе. Колебания передаются также к корпусу распределителя зажигания и к крышкам клапанов, которые обычно резонируют сильнее, чем чугунные детали. Большие силы передаются также через поршни в коленчатый вал, так что шкив вала, как и маховик, становится излучателем звука, хотя маховик обычно находится внутри картера сцепления.
На основании этого можно сделать анализ, почему дизельный двигатель шумит совсем иначе и много громче, чем бензиновый. Прежде всего, когда бензиновый двигатель работает с небольшой нагрузкой или совсем без нее, всасывание задросселировано и рост давления в камере сгорания резко снижается, что значительно уменьшает амплитуду составляющих Фурье. В дизеле же при снижении и полном снятии нагрузки никакого дросселирования не производят, а уменьшают лишь- количество горючего, впрыскиваемого в камеру сгорания, так что давление вцилиндре снижается незначительно.
Еще существеннее то обстоятельство, .что в бензиновом двигателе распрог странение пламени от запальной свечи-до стенок камеры,сгорания происходит сравнительно медленно, в.результате чего кривая возрастания давления; имеет достаточно плавный ход. Совершенно иначе обстоит дело с дизелем: наружны» воздух всасывается в камеру сгорания, сжимается, а затем- отмеренная порция горючего впрыскивается в камеру. Температура воздуха поднимается вследствие сжатия намного выше температуры воспламенения жидкого топлива. Практически» все топливо вспыхивает одновременно, и в этот момент на кривой давления отмечается внезапный, резкий скачок давления. При разложении кривых роста давления в дизельном и бензиновом двигателях в ряд Фурье обнаруживается, что дизелю свойственны высокие гармоники гораздо большей интенсивности, что и объясняет характерный стук при работе дизеля. Из различия в рядах Фурье следует также, что нарастание шума с увеличением скорости у бензинового двигателя- больше, чем у дизеля. Десятикратное увеличение скорости бензинового двигателя дает усиление шума на 50 дБ, тогда как у дизеля— всего лишь на 30 дБ: Если бы удалось достигнуть достаточной скорости вращения у бензинового и аналогичного дизельного двигателя, то при некотором числе оборотов оба двигателя создавали бы один и тот же уровень шума:
Заметим, что десятикратное увеличение объема двигателя увеличивает уровень шума всего на 17 дБ. Отсюда следует, что, применяя тихоходные двигатели, при соответствующем увеличении их объема мы уменьшим шум. Быстроходный небольшой двигатель, по существу, всегда производит больше шума, чем медленно работающий двигатель той же мощности. Еслик тому же учесть, что при медленном вращении двигатель создает низкочастотные звуки, относящиеся к той части звукового спектра, к которой наш слух менее чувствителен, то уменьшение шума будет еще существеннее.
В двигателе есть и другие источники, шума; одни из них не зависят от сгорания топлива, другие связаны- с ним. Каждый раз, когда открывается выхлопной клапан, происходит мгновенное высвобождение и перетекание сжатого газа в газопровод. Пульсации газа в газопроводе в течение каждого оборота двигателя; как и-кривую давления в камере сгорания, можно разложить на гармонические составляющие. Трубопровод и выхлопная труба обладают собственными резонансами- и гармониками, и, если их частоты, совпадают с частотами- выхлопа, шум усиливается. К счастью, в большинстве случаев двигатели снабжены достаточно эффективными 1 глушителями выхлопа; устройство которых мы рассмотрим ниже. И если звук выхлопа сравнительно силен, это значит только, что из экономии применен глушитель плохого качества; технически всегда возможно снизить выхлопной шум до уровня, меньшего, чем уровень шума самого двигателя. Борьба же с шумом самого двигателя — наиболее трудная задача.
Следует также считаться и с шумом впуска, который часто ускользает от внимания конструкторов двигателей. Когда впускной клапан открывается, давление в цилиндре еще несколько повышено, и газ устремляется во впускной трубопровод. Почти немедленно происходит обратное движение, и газ всасывается в цилиндр. Часто шум впуска оказывается меньше шума резо-нансов впускного газопровода, возбуждаемых колебаниями газа во впускном окне. В .бензиновых двигателях, работающих без нагрузки, шумы выхлопа и впуска значительно ослабляются, для дизеля же нагрузка не имеет особого значения. В бензиновом двигателе шум выхлопа усиливается при торможении, например когда автомобиль идет под гору и мотор вращается с прикрытым дросселем. Определенную роль в дизельных и некоторых бензиновых двигателях играют топливные форсунки. Их шум обычно слабее шума двигателя. Цепь к распределительному валику, клапанная передача и коробка передач — все вносит свой вклад в суммарный шум.
Следует отметить, что шум выпуска при отсутствии заглушающих устройств превышает шум остальных источников более чем на 15dB.[3].
Задачей исследования в данной работе является определение путей снижения шума в процессе его образования и уменьшения шума до необходимых пределов в процессе его движения по системе трубопроводов, выведение математических зависимостей эффективности системы шумопонижения. Существующие в настоящее время методы снижения шума газовых потоков предполагают воздействие на газовый поток различных, в основном механических, устройств .
Для достижения требуемого заглушения в реальных системах шумопонижения применяются ряд элементов, эффективность которых на определенных частотах можно ориентировочно подсчитать по упрощенным формулам. Рассмотрим некоторые из них [10,64].
Конструктивные особенности
Большинство имеющихся способов и методов глушения шума предполагают воздействие на звуковые волны и, соответственно, их заглушение через воздействие на поток газов, т.е. мы имеем здесь место вторичного воздействия. Это приводит к тому, что при достижении желаемого результата-доведения звукового давления до требуемых пределов- реальный поток газов встречает на своем, пути значительное сопротивление реальных элементов-системы шумопонижения, что и приводит к образованию- в- системе значительного противодавления, что в- свою очередь обуславливает увеличение потери мощности при транспортировании газов. Кроме того, процесс начала образования газового потоках обычно не рассматривается с точки зрения уменьшения шумности;
При прохождении газов через систему шумопонижения в определенных условиях могут возникать вихревые шумы. Возникновение вихревых шумов зависит от скорости прохождения газов и возмущения потока частями глушителя. Определена зависимость величины дополнительных шумов от скорости движения- газов по различным участкам системы шумопонижения: Эта зависимость представлена на графике (рис.3 Л) [3] ДБ Ж о —ч—
График зависимости шумообразования от скорости потока газов. Таким образом, при конструировании системы шумопонижения и расчете его параметров необходимо предотвратить возникновение дополнительных шумов и скорость движения газов должна быть не более 80 м/с.
Таким образом, для решения вопроса создания системы транспортирования газов, отвечающей всем предъявленным требованиям, следует придерживаться следующих рекомендаций и соблюдать определенные требования к созданию и конструктивным особенностям отдельных элементов системы, а именно: 1 .Начало открытия клапана (соединение двух полостей системы) должно удовлетворять требованию, что давление до клапана и после него в этот мо р мент не должно разниться более чем в 2,8 раз, т.е. —L 2,8. 2.0ткрытие клапана должно происходить с максимально достижимой скоростью. З.На пути движения отработавших газов в конструкции газопроводов не должно быть выступающих частей и резких поворотов. 4.Поперечное сечение проходных каналов на всем пути движения газов не должно иметь резких изменений. 5.Воздействие на поток газов со стороны деталей и узлов системы выпуска газов должно быть минимальным. б.Воздействие на звуковые волны должно быть в независимости от беспрепятственного прохождения материальных газов. 7.Скорость движения газов в любых конструкциях системы не должна превышать 80 метров в секунду.
Разработку и расчет системы шумопонижения в целом, её отдельных элементов и эффективности шумозаглушения на конкретных частотах звуковых колебаний и конкретную доработку с учетом промежуточных испытаний, производили по следующей методике включающей в себя: (см.рис 3.2, 3.3.) 1. Определение среднегеометрических октавных частот шумовой составляющей, необходимых к заглушению (f, Гц.) 2. Определение необходимого уровня снижения интенсивности на каждой из определенных ранее частот шумовой составляющей (дБ) 3. Определение удельного объем газового потока (G, м3с-1)» 4. Определение площади сечения направляющего аппарата устройства (S м2) учитывая, что скорость потока не должна превышать 80 мс"1. 5. Определение высоты цилиндрической части устройства из условия KN2.V5 6. Определение наибольшего среднего диаметра устройства из условия: D _ С + Уп ср /-2 0,95я где С-скорость звука с учетом температуры газового потока 330+l,21t С, V-скорость газового потока, f- наименьшая среднегеометрическая частота, спектра частот, требующая заглушения. 7. Определение расположения и геометрии интерференционных окон устройства, учитывая, что ширина окон h определяется из условия обеспечения взаимодействия звуковых волн по всему объему проходящих в разных полостях газовых потоков . Это условие может быть выполнено при равенстве времени прохождения потоком расстояния от начала окна до его окончания и прохождения звуковой волны от одного основания до другого, т.е.
Высота окон выбирается из условия взаимодействия звуковых волн всех частот, входящих в октавную полосу частот. Из условия, что соотноше Ґ ние частот в октавной полосе равно 2, следует, что і = 2. При необходимо min сти проведения расчетов в третьоктавных полосах частот соотношение г... должно удовлетворять условию -=- = л/2 . г mm Расположение окон по углу и их число определяется исходя из количества среднегеометрических частот октавных или третьоктавных полос требующих заглушения. Учитывая, что эффективное (с точки зрения уменьшения шума) взаимодействие потоков обеспечивается при разности хода потоков, равной половине длины волны заглушаемой частоты ( рх - р2)=180, угол расположения окон определяется из соотношения 2хср а=—, отсюда: а (рад)= - п Ar f Аг ср J ер 8.Изготовление устройства шумопонижения в соответствии с произведенными расчетами. 9.Проведение лабораторных (стендовых) испытаний системы шумопонижения. 10.Корректировки расчетов на основе результатов испытаний. 11 .Изготовление устройства с уточненными параметрами и с учетом технологии промышленного производства. 12.Проведение испытаний системы непосредственно на машинах, шум-ность работы которых требуется уменьшить.
Следующим этапом создания системы является испытание её на надежность, куда входят виброиспытания, испытания в соляной ванне, испытания на промышленных образцах. Только после этого принимается решение о запуске разработанной системы в производство.
Методика проведения испытаний и их результаты
После проведения предварительных расчетов, в экспериментальном цехе отдела главного конструктора (ОГК) Ульяновского автомобильного завода была изготовлена опытная партия устройств шумопонижения. Лабораторией ОГК были проведены сравнительные испытания опытных и серийных (изготавливающихся для комплектования производства и для поставки в запасные части) образцов устройств шумопонижения (глушителей). Испытания проводились на предмет снижения шумности выхлопа на различных режимах работы двигателя и на величину образующегося противодавления (потерю мощности).
Частотные характеристик» снимались в октавных полосах частот и по-шкале «А» -аналогичной естественному восприятию суммарного шумового излучения.
Испытания показали, что опытные образцы обладают лучшими показателями, по большинству исследуемых параметров. По результатам испытаний руководством ОГК было принято решение изготовить опытную партию устройств для проведения ходовых испытаний на автомобилях, с целью определения ресурса по пробегу и дальнейшего внедрения в производство. Конструктивно данная партия устройств была изменена с целью соответст-вия технологии массового производства. В частности образующие стенки цилиндрической части устройства и его основания были объединены и вместо трех деталей их образующих были предусмотрены только две, изготовляемые при помощи штамповки.
Партия таких устройств была изготовлена в экспериментальном цехе и установлена на автомобили с целью проведения ходовых испытаний для оп 120 ределения эксплуатационной долговечности. Детали испытуемых устройств были изготовлены при помощи метода «имитации» штамповки, т.е. требуемая форма придавалась деталям при помощи выколотки на деревянных «болванах». Такой метод изготовления привел к незапланированному утоньшению металла в отдельных сечениях. Во время проведения ходовых испытаний в местах утоныпений произошло элементарное разрушение и опытные образцы были сняты с дальнейших испытаний.
По договору с руководством Ульяновского завода «Металлоконструкция» были разработаны эскизы и проведены соответствующие расчеты для внедрения в производство данной конструкции устройств шумопонижения с целью последующей поставки в запасные части. К достоинствам разработки следует отнести очевидную простоту конструкции устройства шумопонижения и возможность его изготовления без применения дорогостоящей технологической оснастки.
Экономический эффект от внедрения складывается из следующих основных составляющих: -уменьшения трудоемкости изготовления на 5% или на 0,47 нормо/часа, -снижения металлоемкости 3,7% от 5,8кг- 0,215кг, -снижения расхода электроэнергии 2,5% от8,ЗкВт.ч.-0,207кВт.ч, -уменьшения расхода топлива (при прочих равных условиях) на 0,76% (снижение потерь мощности на 0,452 кВт. от 58,8кВт общей). В денежном выражении это составляет следующие значения: Экономический эффект от снижения трудовых затрат на единицу продукции определяем по следующей формуле:
Этр=Сн.ч(Т1-Т2) 1,262=52 (4,82-4,35) 11262=30,8руб; где: Этр- экономический эффект от снижения трудовых затрат в рублях; Сн.ч- часовая тарифная ставка среднего разряда равная 52рубля; Т,- трудозатраты на изготовление старой системы равные 4,82н/ч. Т2 - трудозатраты после внедрения равные 4,35 н/ч. 1,262- коэффициент, учитывающий отчисления по соц. страхованию. Экономический эффект от снижения металлоемкости на единицу продукции определяем по следующей формуле: Эм=Цм(Нр.до-Нр.п.)/1000=12400 (5,8-5,585)/1000=2.66руб. где: Эм- экономический эффект от снижения металлоемкости в рублях; Цм- отпускная цена одной тонны металлопроката равная 12400руб.; Нр.до- норма расхода металла до внедрения равная 5,8кг.; Нр.п.-норма расхода металла после внедрения равная 5,585кг.; 1000-переводной коэффициент. 122 Экономический эффект от снижения затрат электроэнергии на единицу продукции определяется по формуле: Ээ=Цэ(Ер.д-Ер.п)=4,3 (8,3-8;103)=0,89руб. где: Ээ- экономический эффект от снижения затрат электроэнергии в руб. Цэ- цена электроэнергии для предприятий равная 4,3 рубля закВт.ч.; Ер.д.- расход электроэнергии до внедрения равный 8,3 кВт.ч; Ер.п.- расход электроэнергии после внедрения равный 8,103 кВт.ч. Экономический эффект от внедрения в производство на единицу продукции определяем по следующей зависимости: Эпр=Этр.+Эм.+Ээ.=30,8+2,66+0,89=34,35 (рублей). При объеме производства- в 90 тыс. единиц годовой экономический эффект составляет Змлн.ЭОтыс. руб. (34,35 90т.шт.)
Внедрение в производство предлагаемой конструкции потребует затрат в среднем 6,8млн.руб. (изготовление штампов, переналадка оборудования, конструктивные и технологические изменения и т.д.) Срок окупаемости внедрения, определяем по формуле: Т=К/Эпр. =6,8/3,09=2,2года, где: Т-срок окупаемости внедрения разработки в производство в годах; К-объем капиталовложений при внедрении в производство; Эпр- экономия от снижения затрат. Экономический эффект при эксплуатации достигается за счет экономии топлива вследствие снижения потерь мощности: На единицу оборудования это составляет: Эсш-Цт - = 19,4 =4,65руб., 1000 /? 1000 0,78 где: Эсм-экономический эффект внедрения при эксплуатации единицы оборудования за одну смену (8часов) в рублях; Цт-цена топлива (бензин) в рублях за один литр; N- уменыпени потерь мощности в системе шумозаглушения в кВт; д- удельный расход топлива в граммах на один киловатт мощности в час;
