Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 10
1.1 Обзор технологических схем размольных отделений мукомольных мельниц 10
1.2 Характеристика продуктов размола зерна 17
1.3 Анализ существующих конструкций воздушных классификаторов 20
1.4 Направления разработок способов и конструкций для пневмоклассификации 25
1.5 Элементы теории движения многофазных сред 37
1.6 Выводы по главе 44
2. Теоретическое исследование пневматического винтового классификатора 46
2.1 Моделирование поля скоростей энергоносителя в пневмовинтовом канале 47
2.2 Математическая модель процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками 55
2.2.1 Анализ сил, действующих на частицу 55
2.2.2 Уравнение динамики частицы 63
2.3 Выводы по главе 70
3. Программа и методика экспериментальных исследований 71
3.1 Определение аэродинамических и физико-механических свойств продуктов размола зерна после драной системы 71
3.1.1 Методика составления смеси для анализа 71
3.1.2 Определение аэродинамических свойств продуктов измельчения зерна 72
3.1.3 Определение угла естественного откоса продуктов измельчения зерна 76
3.2 Описание экспериментальной установки 77
3.3 Определение дисперсного состава 81
3.4 Методика определения эффективности разделения смеси на фракции 84
3.5 Измерение гидравлического сопротивления классификатора на чистом воздухе 85
3.6 Определение структуры воздушного потока в зоне разделения 85
3.7. Проведение поисковых экспериментов 87
3.7.1 Определение нагрузки материала на классификатор 88
3.7.2 Определение рабочего диапазона скоростей воздушного потока на выходах из классификатора 89
3.7.3 Исследование влияния конической части аппарата на процесс классификации 90
3.8 План многофакторного эксперимента 91
3.9 Методика проведения производственных испытаний опытного образца пневматического винтового классификатора 95
3.10 Выводы по главе 97
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 99
4.1 Аэродинамические свойства продуктов измельчения зерна 99
4.2 Физико-механические свойства продуктов размола зерна 101
4.3 Определение структуры воздушного потока 102
4.4 Определение рабочего диапазона скоростей воздушного потока на выходах из классификатора 104
4.4.1 Исследования тангенциальной составляющей скорости потока в пневмовинтовом канале 104
4.4.2 Исследования радиальной составляющей скорости потока в пневмовинтовом канале 107
4.5 Исследование влияния конической части на процесс классификации 109
4.6 Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса классификации в пневматическом винтовом классификаторе 112
4.7 Результаты производственных испытаний пневматического винтового классификатора 128
4.8 Выводы по главе 133
5. Оценка экономической эффективности применения пневматического винтового классификатора 135
5.1 Экономический расчет конструкторской разработки 135
5.2 Определение экономической эффективности разрабатываемого инженерного решения 139
5.3 Выводы по главе 143
Общие выводы 144
Библиографический список 146
Приложения 161
- Направления разработок способов и конструкций для пневмоклассификации
- Определение аэродинамических свойств продуктов измельчения зерна
- Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса классификации в пневматическом винтовом классификаторе
- Экономический расчет конструкторской разработки
Введение к работе
Актуальность работы. Экономическая эффективность предприятия по переработке зерна в муку зависит от надежности и совершенства оборудования, составляющего поточно-технологическую линию, уровня использования и потерь сырья на всех стадиях технологического процесса, при этом требования к качеству выпускаемой продукции выходят на первый план.
Производители муки вынуждены проводить реконструкцию и техническое перевооружение своих предприятий, заменяя устаревшее оборудование на современное: швейцарского, итальянского или турецкого производства, поддерживать высокий уровень качества выпускаемой продукции, расширяя ассортимент, внедряя новые технологии и тем самым снижая издержки и, соответственно, себестоимость продукции.
Мини-мельницы пользуются широким спросом в малых фермерских хозяйствах. Их использование для производства «местной» муки, представляется экономически целесообразным и перспективным, особенно в свете устранения ряда присущих им технико-технологических недостатков, основным из которых является низкий выход сортовой муки, на 8-12 % ниже, чем на крупных мельницах, а по выходам высших сортов муки эта разница еще больше, а также их продукция по качественным показателям зачастую не отвечает требованиям ГОСТа.
Наибольшее влияние на снижение технико-экономические показателей в работе мини-мельниц оказывает сокращенная схема измельчения зерна и сортирования промежуточных продуктов размола, что приводит к потерям муки и дунстов в сходовые фракции на рассевах драных систем.
При анализе технологических схем размольных отделений мини-мельниц, прослеживается тенденция к использованию оборудования для сортирования промежуточных продуктов размола зерна на основе принципов пневмоцентробежной сепарации, как наиболее энергоэффективной. Кроме того, если удастся совместить в этих аппаратах операции сортирования продукта по крупности и его обогащение по плотности, возможно сокращение технологического процесса на мельнице за счет исключения ситовеечных машин.
Данные принципы основаны на взаимодействии закрученного воздушного потока с ситом, как в пневмоцентробежных рассеивателях, либо осуществление процесса сортирования в кольцевом пространстве циклонных камер или динамических классификаторов. Исследованиями установлено, что процесс центробежной сепарации регулируется величиной центробежного ускорения, действующего на разделяемый материал, путем увеличения скорости и крутки потока или частоты вращения ротора аппарата. При этом отсутствуют способы и устройства, использующие одновременно тангенциальный и радиальный потоки для регулирования процесса пневмоцентробежной сепарации.
Научная задача заключается в создании адекватного математического описания газодинамики и процесса классификации полидисперсных частиц в закрученных потоках с тангенциальным входом, имеющих два и более радиальных стоков, размещенных по оси симметрии аппарата и разнесенных вдоль нее, что является одной из наиболее трудных задач теоретической газодинамики. Особо важную роль в этом случае приобретает разработка адекватной физической модели, позволяющей с использованием корректных упрощающих допущений построить математическую модель, достоверно описывающую физический процесс.
Решение данного вопроса позволяет разработать конструкции высокоэффективной пневмосепарационной техники и надежные методы их расчета, что является актуальной задачей для агропромышленного комплекса.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» в рамках государственной темы №01201250256 «Разделение порошкообразных материалов в закрученном воздушном потоке».
Цель исследования – повышение эффективности классификации продуктов измельчения зерна за счет использования пневмовинтового канала с радиальными стоками.
На основе поставленной цели сформулированы следующие задачи исследований:
-
Уточнить физико-механические свойства продуктов размола зерна для расчета гидродинамических параметров частиц.
-
Разработать модель процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками.
-
Обосновать основные конструктивно-режимные параметры процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале и определить их рациональные значения.
-
Оценить экономическую эффективность применения пневматического винтового классификатора.
Объект исследования – процесс разделения продуктов измельчения зерна в пневмовинтовом канале.
Предмет исследования – закономерности процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками.
Научная новизна. Получено аналитическое выражение, описывающее пневмовинтовой поток в канале с радиальными стоками, позволяющее определять направление результирующего вектора сплошной среды в зависимости от технологических и геометрических параметров пневмовинтового канала.
Разработана математическая модель сепарации частиц продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками, учитывающая влияние направления результирующего вектора сплошной среды и гидродинамические параметры частиц на процесс разделения.
Обоснованы рациональные конструктивно-режимные параметры пневмовинтового канала, что позволило разработать рекомендации по проектированию пневматического винтового классификатора, предназначенного для разделения продуктов размола зерна.
На защиту выносятся:
Уточненные физико-механические свойства продуктов размола зерна.
Математическая модель процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками.
Рациональные значения конструктивно-режимных параметров процесса разделения продуктов размола зерна в пневмовинтовом канале с радиальными стоками.
Практическая ценность работы. На основании результатов проведенных исследований разработан пневматический винтовой классификатор, техническая новизна которого защищена двумя патентами Российской Федерации на изобретение (RU №2378057 С1, RU №2430795 С1).
Внедрение пневматического винтового классификатора в поточно-технологическую линию мини-мельницы позволило выделить до 30 % муки и дунстов на стадии транспортирования продуктов размола после первой драной системы от вальцевого станка к рассеву, что привело к повышению общего выхода муки в целом на 8 % за счет уменьшения потерь муки и дунстов в сходовые фракции на секции рассева драной системы.
Реализация работы. Разработанный опытный образец пневматического винтового классификатора, был установлен на мельнице «МВС-01» на ОАО «Тогучинский элеватор» Новосибирской области. Установка для разделения продуктов размола зерна включена в учебный процессе кафедры Механизации животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции Инженерного института Новосибирского государственного аграрного университета.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на VII межрегиональной конференции молодых ученых и специалистов аграрных вузов СФО «Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса Сибири», проходившей в НГАУ, (г. Новосибирск) в 2009 году; на IV Международной научной конференции молодых ученых, посвященной 40-летию СО Россельхозакадемии «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых», проходившей в СО РАСХН (п. Краснообск) в 2010 году; на Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», проходившей в НГТУ (г. Новосибирск) в 2010 году; на региональной научно-практической конференции молодых ученых СФО с международным участием посвященной 65-летию Победы в Великой отечественной войне «Инновационные технологии в АПК», проходившей в ИрГСХА (г. Иркутск) в 2010 году; на III этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых аграрных вузов России, проходившем в Саратовском ГАУ, (г. Саратов) в 2011году; на III международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях», (г. Москва) в 2011 году.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых ВАК РФ изданиях и получены 3 патента один на полезную модель и два на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Объем работы составляет 163 страниц, из них 147 страниц основного текста, 60 рисунков, 15 таблиц. Библиографический список включает 144 источника, в том числе 21 на иностранном языке.
Направления разработок способов и конструкций для пневмоклассификации
При сепарации мелкодисперсных продуктов нашли применение устройства, работа которых основана на вращении воздушного потока.
Воздушный спиральный классификатор [84] относится к аппаратам для воздушной классификации материалов, который имеет горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1 (рисунок 1.7) , способный изменять наклон. В корпусе установлена вращающаяся спираль 2. Сепарируемый материал подается через загрузочное устройство 3 в корпусе и перемещается спиралью к выгрузному устройству 4.
При прохождении материала через классификатор он взаимодействует с воздушным потоком, который с относительно высокой скоростью подается в нагнетательную камеру 5. Смесь, проходя через цилиндрический корпус, увлекает за собой мелкую фракцию, находящуюся во взвешенном состоянии, после чего она осаждается в циклоне - пылеуловителе 6. Крупная фракция осаждается на дне цилиндрического корпуса и спиралью перемещается к выгрузному устройству 4 классификатора.
Классификаторы такого принципа действия очень громоздки, обладают большой металлоемкостью, кроме того, они имеют низкую эффективность разделения.
В следующую группу можно выделить классификаторы с рядом концентрических камер, так называемые «циклон в циклоне» [2]. Принцип их действия основан на самосортировании исходной смеси при входе в аппарат через изогнутый входной патрубок (рисунок 1.8).
Процесс очистки газа и фракционного разделения уловленного продукта происходит следующим образом. Газ, содержащий взвешенные частицы, подается в патрубок 3, угол поворота газового потока в котором выбирается в зависимости от требуемого фракционного разделения частиц. При движении газового потока по патрубку частицы под действием центробежных сил распределяются по его сечению таким образом, что частицы большего размера располагаются ближе к внешней его стенке и наоборот, частиц меньших размеров - ближе к его внутренней стенке. Продолжая движение, газовый поток вместе с распределенными по сечению частицами разделяется на части установленными на его пути перегородками 4. При этом каждая часть газового потока, содержащая взвешенные частицы нового, близкого к монодисперсному составу, направляется по осевому каналу 5 входа газа в соответствующую сепарационную камеру, образованную перегородками 2 и выполненную таким образом, что скорость потока в ней оптимальна. Очищенные части газового потока от каждой камеры через отверстия 8 и осажденные в камерах частицы по патрубкам 6 выводятся из устройства.
К недостаткам такого рода устройств можно отнести отсутствие «перечистки» материала. После попадания частицы в канал она выведется из аппарата только через соответствующий патрубок. Таким образом часть частиц, случайно попавших в канал, не соответствующий их размеру выведется в смеси - крупная в мелкой и наоборот.
Японскими учеными, конструкторами активно ведутся работы по созданию пневмоструйного классификатора [75]. Классификатор (рисунок 1.9) предназначен для разделения сухого порошкообразного материала на две фракции.
Исходный материал подхватывается воздушным потоком и под действием центробежных сил разделяется на крупную и промежуточную фракцию, содержащую крупные частицы. Промежуточная фракция, содержащая крупные частицы поднимается, одновременно закручиваясь, вдоль внутренней стороны цилиндрической стенки второй классифицирующей камеры 7 и перемещается радиально в направлении вдоль верхней крышки второй классифицирующей камеры 7. В то же время интенсивный снисходящий закрученный вихрь, создаваемый в центральной части второй классифицирующей камеры под действием центробежных сил разделяет промежуточную фракцию на крупную и мелкую фракции, которая далее засасывается в разгрузочный патрубок мелкой фракции 11.
Недостатком способа является необходимость дополнительных энергозатрат на подвод сжатого воздуха в зону сепарации.
Одним из направлений в разработке воздушных классификаторов является способ отбора мелкой фракции из аппарата через окна осевых патрубков. Классификатор [77] (рисунок 1.10) относится к устройствам для разделения порошкообразных материалов по крупности частиц на мелкий и крупный продукт.
Исходный материал через патрубок 6 поступает в камеру между корпусами 1 и 2, где выпадают наиболее крупные частицы и выводятся через патрубок 4. Остальной продукт, закручиваясь лопатками 9,поступает в зону разделения 8. Часть газа и мелких частиц поступает через щель 12 и патрубок 7, остальной газ поворачивает вниз внутрь корпуса 2, где из него выпадают крупные частицы.
В качестве недостатка можно отметить сложность механизма регулирования поворота лопаток.
Одной из разновидностей центробежных сепараторов являются гидроциклоны, в которых широко используется винтовая поверхность для стабилизации потока. Винтовой центробежный сепаратор [80] для работы с газообразными и жидкими носителями предназначен для отделения твердых частиц от жидкости или газа от жидкостей, или для выделения различных минеральных примесей из жидкостей, а также для классификации гранулированных твердых частиц (рисунок 1.11).
Особенностью устройства является камера корпуса, предоставляющая свободную циркуляцию потока жидкости, подводимую через патрубок 5. Непрерывность кругового потока для полного цикла очистки жидкости в корпусе обеспечивается винтовой или наклонной поверхностью 6.
Поток жидкости перемещает более тяжелые частицы к периферии, а более легкие частицы выводятся через выходной патрубок 3. Нижняя подача по поверхности ската 6 перпендикулярно к оси спирали очень помогает во вращении или выдувании осадка со ската к его периметру и избавиться от него через винтовой желоб разгрузки или канал 11. Этот канал начинается от верхнего края ската и переходит в камеру корпуса ниже края ската так, чтобы плотная жидкая фракция поступала в резервуар 4 для удаления.
Для интенсификации процесса возможен подвод воздуха, под скатом 6 в верхней части пластины 9 и около патрубка 7, для чего имеется выход 12, при этом каждый поток имеет однонаправленное движение.
Недостатком является ограниченное количество получаемых фракций.
Следующим направлением является создание классификаторов в форме винтового закрытого желоба, принцип действия, которого основан на псевдоожижении материала под действием воздушного потока.
Пневматический винтовой сепаратор [3] относится к области обогащения сыпучих материалов пневматическим способом (рисунок 1.12).
Пневматический винтовой сепаратор работает следующим образом. Исходный материал из бункера 7 поступает на желоб 2, под пористое дно которого вентилятором 4 подается воздух. Под воздействием воздуха материал псевдоожижается и течет по желобу 2. При перемещении материала происходит разделение различных по плотности фракций, которые улавливаются с помощью обычных приспособлений. Образовавшаяся в процессе переработки пыль удаляется с помощью вентилятора 5 и циклона 6.
Определение аэродинамических свойств продуктов измельчения зерна
Для оценки возможностей сортирования смеси по аэродинамическим свойствам необходимо располагать характеристикой этих свойств для частиц компонентов таких смесей с характерными технологическими признаками. в общем случае аэродинамические свойства физического тела характеризуются коэффициентом сопротивления , величина которого выражается через число Рейнольдса Re [12,25,101,102].
При известном коэффициенте %, определяются силы сопротивления Fcp для воздушной среды шаровидной частицы при их относительном движении. Ее обычно выражают формулой:
Для частиц неправильной формы и, особенно, для частиц оболочек и сростков их с эндоспермом величину SMUd определить весьма трудно. Использование эквивалентного диаметра или среднего из сочетания длины, ширины и толщины частицы для определения SMud приводит к сильно искаженному представлению о фактической величине SMud.
Становится понятной сложность использования коэффициента для расчетного определения Fcp при разных значениях и. Поэтому необходимы другие аэродинамические параметры частиц.
При разных условиях сортирования частиц интересующих нас смесей достаточно наглядным аэродинамическим параметром или критерием разделяемости смеси на компоненты служит скорость витания я)в, если она классифицирована по характерным признакам (качество, крупность) частиц компонентов.
Скорость витания продуктов размола зерна определялась с помощью действующего пневмоклассификатора типа РПК - 30 (рисунок 3.1), трансформатора, весов лабораторных ВМ 512, соответствующих высокому II классу точности по ГОСТ 24104-2001, манометра дифференциального цифрового ДМЦ-01 М, трубки Пито в соответствии с ГОСТ 8.361-79.
Для определения скорости витания частиц проводилась тарировка пневмоклассификатора. Скорость потока в пневмопроводе 3 замерялась манометром 9 дифференциальным цифровым ДМЦ-01 М и трубкой Пито 10 , по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Число точек замера принято равным 10 при диаметре пневмопровода 55 мм.
Замер осуществляется следующим образом: трубка Пито подсоединялась к манометру и наконечник трубки помещался в точки замера от первой до десятой. Показания микроманометра регистрировались, по полученным данным строился тарировочный график зависимости скорости воздушного потока в пневмопроводе от напряжения на обмотке электродвигателя привода вентилятора.
Число точек замера зависит от диаметра канала [85]; не менее шести при диаметре воздуховодов до 350 мм; при диаметре воздуховодов от 350 до 400 мм восемь точек замера. Для цилиндрического воздуховода выделяются кольца равной площади и замеряется динамическое давление в точках, совпадающих с центрами площадей колец (рисунок 3.2).
В стол 7 встроен рычажный механизм 6, который поднимает и опускает стойку, прижимающую стакан 4 с навеской, выполненный с сетчатым дном, масса навески до 30 г.
Исходная навеска исследуемого материала массой 10 г. засыпается в стакан 4, который встраивается в пневмопровод 3, крепящийся к стойке, находящейся в положении «НИЗ». Рычажным механизмом 6 стойку поднимают в положение «ВЕРХ», тем самым прижимая стакан 4 к верхней части пневмопровода, соединенного с циклоном 2.
Частота вращения крыльчатки вентилятора регулируются трансформатором за счет изменения напряжения в электрической цепи двигателя.
Технологический процесс работы пневмоклассификатора происходит следующим образом: вентилятор создает в циклоне разрежение, которое передается по пнемвопроводу 3, создавая в нем восходящий поток воздуха, частицы материала, находящиеся в стакане 4, начинают подниматься (витать), легкие частицы выносятся в циклон 2 и осаждаются в стакане 5. Выделенную фракцию из стакана 5 убирают и увеличивают напряжение электрической цепи двигателя вентилятора, тем самым увеличивая восходящий поток воздуха, который выносит частицы, скорость витания которых меньше, скорости потока. После того как из стакана 5 удаляют следующую фракцию, опыт повторяют до тех пор пока в стакане 4 остается исследуемый материал.
Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса классификации в пневматическом винтовом классификаторе
В соответствии с гипотезой, принятой в данной работе, нами предпринята попытка создания и всестороннего исследования пневматического винтового классификатора, режим которого обеспечивал бы сепарацию продуктов измельчения зерна на три фракции, различающиеся по скорости витания. В таблице 4.3 представлены результаты экспериментальных исследований.
В ходе экспериментов в качестве факторов исследовались угол подъема винтовой линии, а (xi); скорость воздушного потока в осевом патрубке, и(х2); скорость воздушного потока в патрубке пневмоканала, и(хз); нагрузка материала на классификатор, q(x4).
В качестве независимого параметра оптимизации выбран общий коэффициент извлечения п (%).
По результатам проведенных экспериментов и их статистической обработки с использованием стандартных программ нами получено уравнение регрессии в видє Г) (хь Хг, Хз, Х4)
Построение математической модели разделения продуктов размола зерна в пневматическом винтовом классификаторе проводились согласно методике 3.8 по матрице плана экспериментов, (таблица 4.3). После проведения экспериментов и получения критерия оптимизации общего коэффициента извлечения г (%), приведенного в таблице 4.3, осуществлялась обработка данных и построение математической модели. Необходимые диагональные элементы для расчета коэффициентов определялись из матрицы [109]
Для определения координат оптимума проводим каноническое преобразование математической модели
Система дифференциальных уравнений получена из (4.1)
Решение характеристического уравнения проводилось в среде Microsoft Excel. Раскрывая определитель, получаем уравнение четвертой степени
Как видно из уравнения (4.16), коэффициенты регрессии канонического уравнения имеют разные знаки, следовательно, поверхность отклика типа минимакса [61], с координатами центра фигуры xj = 0,4017; х2 = 0,1262; х3 = -0,1124; х4 = -0,364 (факторы, соответственно имеют значения: угол подъема винтовой линии, а =13,6068; скорость воздушного потока в осевом патрубке, Ui=10,2524м/с; скорость воздушного потока в патрубке пневмоканала, U2=6,7752 м/с; нагрузка материала на классификатор, q=0,0285 кг/с).
Построены согласно модели, выраженной уравнением 4.1. поверхности отклика для визуальной оценки влияния того или иного параметра на изменение общего коэффициента извлечения л.
Для получения сечения X1 и Х2 подставлены значения х3=0 и х4=0 в уравнение (4.1), в результате получено: Л= 90,556 + 1,201Х12 +3,51 lx22-0,483Xl - 0,721х2-0,941х,х2, (4.17)
Определены координаты центра поверхности дифференцированием уравнения (4.17) и решением системы уравнений
При подставке найденных значений х, и х2 в уравнение (4.17) получено значение общего коэффициента извлечения в центре поверхности Ys = 91,69
Проведено каноническое преобразование уравнения (4.17), для чего решено характеристическое уравнение
Анализируя поверхность отклика, можно сказать, что изменение величины скорости в осевом патрубке вправо и влево от центра поверхности отклика приводит к увеличению коэффициента извлечения (92,8-96,4%, что составляет 3,7 %) на большую величину, чем при изменении угла подъема винтовой линии (95,29 - 96,40% - 1,1%), Следовательно, скорость в осевом патрубке (Х2) оказывает большее влияние на общий коэффициент извлечения, чем угол подъема винтовой линии (Х1).
Изучение влияния Х1 и Х3 на критерий оптимизации проведен аналогично, получили уравнение регрессии (4.23) и поверхность отклика (рисунок 4.16), центр интервалов варьирования факторов сместился, получили в кодированном виде: Xj = 0,1988; х3 = -0,0191; Ys = 91,75, угол поворота осей координат а = - 2,41, коэффициенты регрессии 577=1,20665; В33=- 2,24292
В этом случае коэффициенты Ви и В33 имеют разные знаки. Гиперболы вытянуты по оси Вц, которой соответствует меньшее по абсолютной величине значение коэффициента в каноническом уравнении. В этом случае значение отклика увеличивается от центра фигуры по этой оси и уменьшается - по оси коэффициента В33, Центр поверхности отклика называется седлом или минимаксом, поверхность отклика - гиперболическим параболоидом.
Анализируя поверхность отклика, можно сказать, что при изменении величины скорости в патрубке пневмоканала вправо и влево от центра поверхности отклика, приводит к уменьшению коэффициента извлечения (90,7-93%, что составляет 2,5%) на большую величину, чем при изменении угла подъема винтовой линии (90,7- 89,5% - 1,3%), Следовательно, скорость в патрубке пневмоканала (Хз) оказывает большее влияние на общий коэффициент извлечения, чем угол подъема винтовой линии (Х1).
Изучение влияния Х] и Х4 на критерий оптимизации проведен аналогично, получили уравнение регрессии (4.24) и поверхность отклика (рисунок 4.17), центр интервалов варьирования факторов сместился, получили в кодированном виде: xi = 0,3536, Х4= -0,3369 Ys = 91,98, угол поворота осей координат а=10,05, коэффициенты регрессии Я7;=1,2968; В44= -1,866
Экономический расчет конструкторской разработки
Затраты на разработку конструкции Ск (р.) зависит от условий ведения работ и определяется по следующей формуле:
Ск=Зпр+Зк, (5.1)
где Зпр - прямые производственные затраты, р.; Зк - косвенные расходы, р.
Зпр = Ст + См + 30бщ + Осн, (5.2)
где Спи - стоимость покупных изделий, узлов и агрегатов, р.; См - стоимость используемых материалов, р.; 30бщ “ заработная плата рабочих, занятых на изготовлении и сборке конструкции, р.; Оси - отчисления на социальные нужды, р.
Зк=Роп + Рох, (5.3)
где Роп - расходы общепроизводственные, р.;
Рох - расходы общехозяйственные, р.
Для изготовления требуются материалы и комплектующие изделия для оригинальных деталей таблица 5.1.
Для расчёта затрат на оплату труда при изготовлении оригинальных деталей и сборке конструкции и на монтажные работы необходимо определить трудоёмкость указанных работ, квалификацию работников, а также среднюю тарифную ставку. Все данные сводятся в таблицу 5.2.
Основная тарифная заработная плата Зт (р.) определяется по формуле:
Зт = гСч, (5.4)
где X - средняя трудоёмкость отдельных видов работ, которую можно определить из фактически сложившихся при изготовлении конструкции, чел - ч.;
Сч - часовая тарифная ставка (на предприятиях устанавливается самостоятельно).
Зт =43,5-196,05 = 8528,18 р.
Общая заработная плата с учётом районного коэффициента составляет:
Зобщ - (Зх+ Зд + Зн)- (1 + Кр/100), (5.5)
где Зт - основная тарифная заработная плата, р.; Зд - компенсационные доплаты, р.; Зн - стимулирующие выплаты - надбавки, р.; Кр - районный коэффициент. Зд= до 80% от Зт Зд = 80-8528,18/100 = 6822,54 р. Зн = до 60% от Зт Зн = 60- 8528,18/100 = 5116,91 р. 30бщ = (8528,18+6822,54+5116,91) - (1 +25/100) =25584,54 р.
Отчисления на социальные нужды определяются по формуле:
Осн = (Кен+Ннс)хЗобщ/100, (5.6)
где Кен - единый социальный налог
- пенсионный фонд - 26 %;
- медицинское страхование - 5,1 %;
- социальное страхование - 2,9%.
Ннс= 1,8 % - страхование от несчастных случаев.
Осн =(26+5,1+2,9+1,8)-25584,54 /100 = 9159,27 р.
По формуле (5.2) определяем прямые производственные затраты;
Зпр = 8134,56 + 25584,54+ 9159,27 = 42878,37р. Общепроизводственные расходы Роп определяются в пределах 20-80% от Роп = 42878,37 45 / 100 = 19295,27 р.
Общепроизводственные расходы складываются из:
- затрат по организации производства;
- затрат на обслуживание и содержание, а также ремонт основных средств;
- амортизационных отчислений;
- затрат на мероприятия по охране труда и технику безопасности;
- расходов на транспортные работы;
- расходов на оплату труда с отчислениями на социальные нужды работников аппарата управления.
К общехозяйственным расходам Pох можно отнести затраты, связанные с управлением и обслуживанием производства в целом по предприятию.
- расходы на оплату административно - управленческого аппарата с отчислением на социальные нужды;
- расходы конторские, почтово-телеграфные, типографские расходы;
- расходы на противопожарные мероприятия, охрану труда и технику безопасности;
- содержание легкового автотранспорта;
- налоги, сборы, пошлины. Рох = 8-25%отЗпр Рох = 20- 42878,37 /100 = 8575,67 р.
Себестоимость конструкторской разработки представлена в таблице 5.3.
