Технический уровень компрессорного оборудования

Целью данной работы является оценка технического уровня и качества компрессорного оборудования.

Для этого были поставлены следующие задачи:

1 Определить тенденции развития компрессорного оборудования

2 Сделать анализ существующих методов определения качества и технического уровня промышленной продукции в целом и компрессорного оборудования в частности

3 Подготовить проект стандарта организации Украины «Методика оценки технического уровня и качества компрессоров»

4 Дать рекомендации по определению конкурентоспособности Оценка уровня качества промышленной продукции осуществляется при:

— выборе наилучшего варианта продукции;

— планировании показателей качества продукции;

— анализе динамики уровня качества продукции;

— анализе информации о качестве продукции.

Компрессорная техника занимает особое место в истории и в современной жизни человечества. Компрессоры менее известны общественности, и даже технической общественности, чем другие энергетические машины. При этом они принадлежат к наиболее распространенным техническим устройствам во всех базовых отраслях промышленности, энергетике, транспорте, да и в быту (компрессора бытовых холодильников, домашние вентиляторы).

Основные тенденции развития компрессоростроения, как и энергетического машиностроения в целом, заключаются в следующем:

— повышение экономичности и надежности оборудования;

— обеспечение высокого уровня автоматизации;

— блочно-комплектная поставка, обеспечивающая сооружение и сдачу производственных объектов под ключ;

— сокращение цикла создания и поставки новых образцов;

— создание оборудования на основе унифицированных модулей, что обеспечивает повышение серийности отдельных узлов и систем и, соответственно, снижение трудоемкости производства и потребности в запасных частях в процессе эксплуатации, а также повышение уровня ремонтопригодности.

Прогрессивность компрессоров, как и большинства изделий машиностроения, принято оценивать минимальными затратами на их создание и эксплуатацию. Такими преимуществами обладают винтовые и центробежные компрессоры. Малая масса и габариты, компактность, простота конструкции, более высокая долговечность, малые эксплуатационные затраты обусловили более высокий диапазон их применения.

В последнее время особое распространение эти типы компрессоров получили в нефтяной, газовой, химической и др. отраслях промышленности.

Компрессоростроение в Украине представляет собой достаточно развитую отрасль промышленности и на настоящий момент производит широкую гамму компрессорного оборудования практически для всех отраслей экономики страны.

Мировой тенденции развития технологии сжатого воздуха является все более широкое применение винновых компрессорных установок, которые повсеместно вытесняют другие типы компрессоров.

1. Тенденции развития и пути усовершенствования оценки качества и технического уровня компрессорных машин

1.1 Методы оценки уровня качества промышленной продукции

В зависимости от способа получения информации методы определения значений показателей качества продукции делятся на:

— измерительный;

— регистрационный;

— органолептический;

— расчетный.

Измерительный метод основан на получении информации, получаемой с использованием технических измерительных средств. Результаты непосредственных измерений при необходимости приводятся путем соответствующих пересчетов к нормальным или стандартным условиям, например к нормальной температуре.

Регистрационный метод основан на использовании информации, получаемой путем подсчета числа определенных событий, предметов или затрат. Этим методом определяются показатели унификации, патентно-правовые показатели.

Органолептический метод основан на получении информации в результате анализа восприятий органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. Точность и достоверность определяемых значений зависят от опыта, способностей и квалификации лиц, их определяющих.

Расчетный метод основан на использовании информации с помощью теоретических или эмпирических зависимостей.

1.1.1 Дифференциальный метод

Дифференциальным называют метод оценки качества продукции, основанный на использовании единичных показателей ее качества.

При этом определяют, достигнут ли уровень базового образца в целом, по каким показателям он достигнут, какие показатели наиболее сильно отличаются от базовых.

При дифференциальном методе рассчитывают относительные показатели качества продукции по формулам:

(1.1)

(1.2)

где — значение i-го показателя качества оцениваемой продукции;

— значение i-го базового показателя.

Из формул (1.1), (1.2) выбирают ту, при которой увеличение относительного показателя отвечает улучшение качества продукции.

В результате оценки уровня качества продукции дифференциальным методом принимают следующие решения:

— уровень качества оцениваемой продукции выше или равен уровню сравниваемого образца, если все значения относительных показателей больше или равны единице;

— уровень качества оцениваемой продукции ниже уровня базового образца, если все значения относительных показателей меньше единицы.

В случаях, когда часть значений относительных показателей больше или равна единице, а часть — меньше единицы, следует применять комплексный или смешанный методы оценки уровня качества продукции.

1.1.2 Комплексный метод

Комплексный метод оценки уровня качества продукции основан на применении обобщенного показателя уровня качества продукции.

Обобщенный показатель представляет собой функцию от единичных показателей качества продукции. Обобщенный показатель может быть выражен:

— главным показателем, отражающий основное применение продукции;

— интегральным показателем качества продукции;

— средневзвешенным показателем.

При комплексной оценки качества продукции всегда следует стремится определять такую зависимость комплексного показателя от исходных показателей, которая бы отражала физическую сущность рассматриваемого явления.

Интегральный показатель применяют, когда установлен суммарный полезный эффект по эксплуатации или потребления продукции и суммарные затраты на создание и эксплуатацию или потребление продукции.

При сроке службы продукции более одного года интегральный показатель I(t) вычисляют по формуле:

(1.3)

где — суммарный полезный годовой эффект от эксплуатации или потребления продукции, у.д.е.;

— суммарные капитальные (единовременные) затраты на создание продукции, у.д.е.;

— суммарные эксплуатационные (текущие) затраты, относящиеся к одному году, у.д.е.;

— коэффициент дисконтирования (приведения) разновременных затрат и результатов в условиях рыночной экономики.

Коэффициент вычисляют по формуле:

(1.4)

где — нормативный коэффициент экономической эффективности.

Расчет интегрального показателя по формуле (1.3) справедлив при допущениях:

— ежегодный эффект от эксплуатации или потребления продукции из года в год остается одинаковым;

— ежегодные экономические затраты также одинаковы;

— срок службы составляет целое число лет.

При сроке службы продукции до одного года интегральный показатель I₁ вычисляют по формуле:

(1.5)

Средние взвешенные показатели при комплексном методе оценки уровня качества продукции применяют в тех случаях, когда затруднительно определение главного показателя и установление его функциональной зависимости от исходных показателей качества продукции.

Средний взвешенный арифметический показатель вычисляют по формулам:

(1.6)

(1.7)

где — параметр весомости i-го показателя;

n — число показателей качества продукции.

Средне взвешенный геометрический показатель вычисляют по формулам:

(1.8)

(1.9)

В том случае, когда параметры весомости удовлетворяют условию, они могут быть названы коэффициентами весомости.

1.1.3 Смешанный метод

Смешанный метод оценки качества продукции основан на совместном применении единичных и комплексных показателей качества.

Смешанный метод оценки качества продукции применяется в случаях:

— когда совокупность единичных показателей качества является значительно обширной и анализ значений каждого показателя дифференциальным методом не позволяет получить обобщающих выводов;

— когда комплексный показатель качества в комплексном методе недостаточно полно учитывает все существующие свойства продукции и не позволяет получить выводы относительно некоторых групп свойств.

При смешанном методе оценки уровня качества продукции необходимо выполнить следующие действия:

— часть единичных показателей объединяют в группы и для каждой группы определяют соответствующий комплексный показатель. Отдельные, как правило, важные показатели допускается не объединять в группы, а применять их при дальнейшем анализе как единичные;

— на основе полученной совокупности комплексных и единичных показателей оценивают уровень качества продукции дифференциальным методом.

1.1.4 Экспертные методы

Экспертные методы, применяемые для оценки уровня качества продукции, основаны на использовании обобщенного опыта и интуиции специалистов. Их следует применять, когда для определения единичных или комплексных показателей и для решения ряда других задач невозможно или затруднительно использовать более объективные методы.

Экспертные методы применяют при:

— определении номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции;

— разработке классификации оцениваемой продукции;

— определение коэффициентов весомости показателей качества продукции;

— выборе базовых образцов;

— определение комплексных показателей качества (обобщенных и групповых) на основе совокупности единичных и комплексных показателей.

Для оценки уровня качества продукции с помощью экспертных методов создаются экспертные комиссии. Экспертная комиссия состоит из экспертной и рабочей групп.

Основными операциями экспертной оценки являются:

1 Назначение лиц, ответственных за организацию работ по оценке качества

2 Формирование рабочей группы

3 Формирование экспертной группы

4 Разработка классификации продукции

5 Определение номенклатуры показателей качества продукции

6 Подготовка анкет и пояснительных записок для опроса экспертов

7 Обработка экспертных оценок

8 Анализ результатов Экспертная группа может принимать решение на основании усреднения оценок, назначенных экспертами, или проводя голосование экспертов. Необходимо принимать меры, направленные на уменьшение субъективности суждений, присущих экспертному методу.

1.2 История развития компрессоростроения

Компрессорная техника занимает особое место в истории и в современной жизни человечества. Компрессоры менее известны общественности, и даже технической общественности, чем другие энергетические машины. При этом они принадлежат к наиболее распространенным техническим устройствам во всех базовых отраслях промышленности, энергетике, транспорте, да и в быту (компрессора бытовых холодильников, домашние вентиляторы).

Более того, историки техники утверждают, что примитивные компрессоры были первыми техническими устройствами на службе человечества.

Прогресс энергетики, химии, нефтехимии, холодильной техники, добыча и использование нефти и газа базируется на широком применении компрессоров с широчайшим диапазоном мощности и развиваемого давления. Такое широкое применение обеспечивает постоянный рост мирового производства компрессоров, вне зависимости от экономической конъюнктуры. В высокоразвитых странах компрессоры являются важной экспортной продукцией. Например, в ФРГ в 90-х годах ежегодный рост производства компрессоров составлял 10%, при доле экспорта 65%.

Древность происхождения не мешает компрессорам быть образцом применения высочайших технологий и динамичности развития. Скажем, у турбокомпрессоров окружные скорости на периферии лопаток равны скоростям сверхзвуковых самолетов, что объясняет сложность возникающих газодинамических проблем. Сложность механических проблем вытекает, в частности из того, что в поле центробежных сил каждая из десятков лопаток крупного осевого компрессора создает в месте присоединения к ротору нагрузку в десятки тонн.

Среди энергетических машин (компрессоры преобразуют механическую энергию двигателя в энергию сжатого газа) компрессоры, безусловно, выделяются наибольшим разнообразием принципов действия, конструкцией, диапазоном мощностей, давлений. При этом разные компрессоры часто используются в одних технологических линиях, производятся на одних предприятиях и, в целом, относятся к одному классу энергетических машин. Достоин уважения дар предвидения руководителей Ленинградского политехнического института, организовавших — впервые в мире — подготовку специалистов по всем типам компрессоров и всем аспектам компрессорной техники задолго до современного «компрессорного бума».

Основными видами компрессорного оборудования являются:

— компрессоры общего назначения;

— компрессоры специальные (воздушные и газовые);

— передвижные компрессорные станции (общего и специального назначения);

— нагнетатели, воздуходувки (газодувки);

— компрессоры — вакуумные насосы.

Компрессоры общего назначения занимают обширную область применения и наибольший объем выпуска по количеству.

Они предназначены для сжатия воздуха давлением до 8−12 Па, используемого на различные технологические нужды промышленных предприятий. Наиболее распространенными типами машин этого класса являются: поршневые, винтовые, центробежные.

Компрессоры специального назначения предназначены для сжатия различных газов (в том числе агрессивных), а также подачи их в технологические линии, установки, магистральные газопроводы или для обеспечения технологических процессов различных производств.

Номенклатура специальных компрессоров, изготовляемых предприятиями в 1984 году составила около 185 типоразмеров и в дальнейшем имеет тенденцию роста. Это обусловлено появлением новых технологических процессов и производств в ведущих отраслях народного хозяйства, что требует создание компрессоров на новые параметры и новые рабочие среды.

Передвижные компрессорные станции (ПКС) выпускаются двух типов: общего и специального назначения. ПКС общего назначения предназначены для сжатия атмосферного воздуха до 9−13 Па. ПКС специального назначения изготовляются на повышенные (свыше 13 Па) давления воздуха и газов.

Нагнетатели и воздуходувки представляют собой класс машин с небольшой степенью повышения давления (до 2). Они предназначены для сжатия и подачи, а также отсосов воздуха и газов, а различных производствах.

Основные тенденции развития компрессоростроения, как и энергетического машиностроения в целом, заключаются в следующем:

— повышение экономичности и надежности оборудования;

— обеспечение высокого уровня автоматизации;

— блочно-комплектная поставка, обеспечивающая сооружение и сдачу производственных объектов под ключ;

— сокращение цикла создания и поставки новых образцов;

— создание оборудования на основе унифицированных модулей, что обеспечивает повышение серийности отдельных узлов и систем и, соответственно, снижение трудоемкости производства и потребности в запасных частях в процессе эксплуатации, а также повышение уровня ремонтопригодности.

Прогрессивность компрессоров, как и большинства изделий машиностроения, принято оценивать минимальными затратами на их создание и эксплуатацию. Такими преимуществами обладают винтовые и центробежные компрессоры. Малая масса и габариты, компактность, простота конструкции, более высокая долговечность, малые эксплуатационные затраты обусловили более высокий диапазон их применения.

В последнее время особое распространение эти типы компрессоров получили в нефтяной, газовой, химической и др. отраслях промышленности.

Компрессоростроение в Украине представляет собой достаточно развитую отрасль промышленности и на настоящий момент производит широкую гамму компрессорного оборудования практически для всех отраслей экономики страны.

Мировой тенденции развития технологии сжатого воздуха является все более широкое применение винтовых компрессорных установок, которые повсеместно вытесняют другие типы компрессоров.

1.3 Анализ методов оценки уровня качества компрессорных машин

Одним из первых для сравнения двух компрессоров по отдельным показателям использовался дифференциальный метод, рассмотренный выше.

Недостаток метода состоит в том, что относительный показатель зависит от базового значения показателя, часто принимаемого субъективно. Кроме того, метод не учитывает значений показателя класса однотипных компрессоров, известных в мировой практике. Метод позволяет получить относительное значение, а не уровень показателя качества.

Для оценки показателя в 1965 г. был предложен метод «желательной функции», согласно которому уровень показателя оценивается количественно и качественно относительно каких-то предельных значений показателя с помощью безразмерной величины d, которая определяется по формуле:

(1.10)

где у' - эквивалент натурального значения у оцениваемого показателя качества.

Достоинство метода состоит в том, что натуральные значения показателей с различной размерностью математически преобразуются в безразмерные величины, имеющие качественное содержание и дающие количественную оценку уровня показателя относительно предельно допустимых его значений. Пользуясь величинами d, рассчитанными для каждого показателя, можно производить любые математические операции для комплексной оценки качества продукции.

Недостатки метода: субъективное установление номинального и лучшего предельных значений уровня качества и неприятие во внимание всей совокупности натуральных значений показателя, присущих рассматриваемому классу продукции, что приводит к искажению оценки показателя.

В 1966 г. был предложен метод, основанный на использовании «шкалы относительных показателей».

Для оценки уровня показателя П конкретного компрессора К данным методом необходимо предварительно собрать данные о существующих изделиях-аналогах, выбрать из этих изделий наиболее типичных образцов (изделий-эталонов), относимых к различным качественным уровням. Допустим, что в качестве образцов было выбрано п компрессоров К₁, К₂, К₃,…, К_п. со значениями показателей соответственно П₁, П₂, П₃,…, П_п.

Согласно оценочной шкале самому высокому значению показателя устанавливается оценка, равная 1, самому низкому значению показателя — 0,2, значения остальных показателей в соответствии с удельным весом каждого получают промежуточные значения оценок между 0,2 и 1.

Для оценки уровня показателя П компрессора К необходимо «вписать» его значение между значениями показателей и выразить это значение оценочным числом шкалы относительных показателей.

Достоинство метода состоит в том, что для оценки уровня показателя конкретного изделия собираются и анализируются данные о многих выпускаемых в мире изделиях-аналогах.

Недостатком является то, что неизвестно сколько нужно использовать аналогов при такой оценки и как количество аналогов влияет на точность данного метода.

В 1969 г. для оценки уровня технико-экономических показателей был предложен регрессионный метод, заключающийся в том, что в системе координат основной параметр — показатель в виде точек наносятся значения этого показателя для все известных изделий данного класса и строится линия регрессии. Ординаты точек этой линии характеризуют средний мировой уровень показателя для конкретного значения основного параметра (производительности).

Достоинство регрессионного метода состоит в том, что оценка уровня показателя осуществляется с привлечением методов статистики и всей имеющейся в наличии информации о значениях конкретного показателя, т. е. учитываются все выпускаемые в мире однотипные изделия.

Недостаток регрессионного метода состоит в том, что не учитывается параметрическая совместимость оцениваемых изделий, т. е. тот факт, что оценка уровня показателей должна осуществляется для однотипного класса изделий, в котором величины показателей зависят не от значений параметров, а от совершенства изделий. Недостатком метода также является то, что на характер линии регрессии влияние оказывает как величина разброса значений по оси ординат, так и рассматриваемый интервал значений основного параметра, откладываемого по оси абсцисс.

В 1973 г. был разработан вероятностный метод оценки уровня показателей качества продукции, учитывающий конкретные значения рассматриваемого показателя всех известных выпускаемых в мире однотипных изделий. Математическую основу метода составляют теория вероятностей и математическая статистика. Основной теоретической предпосылкой метода является то, что каждый показатель в силу воздействия на него многих трудно поддающихся учету факторов (происходящие в изделии физические процессы, особенности конструкции, уровень проектирования, условия производства, методы и средства измерения и т. д.) рассматривается как случайная величина Х генеральной совокупности, охватывающей все возможные значения показателя выпускаемых в мире однотипных параметрически сопоставимых изделий.

Следует отметить, что в вероятностном методе количественные оценки качественных уровней не зависят от выбранных аналогов и базовых показателей и не служит основной оценкой уровня изделий. Они не влияют на оценку уровня показателей, а являются лишь инструментом анализа и принятия решения.

1.4 Алгоритм оценки качества компрессоров

Данный алгоритм разработан на основе по упрощенной оценке, его блок-схема приведена на рис. 1.

Данная блок-схема состоит из 12 процедур. Рассмотрим отдельные процедуры с точки зрения определения условий их выполнения.

1 Определяется задание и разрабатывается методика оценки.

2 Для выявления необходимых свойств, характеризующих качество оцениваемых объектов, нужно определить упорядоченную иерархическую структуру свойств. Затем выявляются наиболее значащие свойства в данной ситуации.

3 Определяется необходимость и актуальность данной оценки в настоящее время.

4 Коэффициенты весомости могут быть вычислены аналитическими или экспертными методами, если отсутствует возможность их нахождения документным методом.

5 Здесь определяется массив документальных данных, с помощью которых возможно определить показатели качества.

6 Эта процедура касается только таких объектов, показатели качества которых определяются документально.

7 Данный метод подразумевает использование технических измерительных средств для получения информации о показателях оцениваемых объектов.

8 Эта процедура имеет место, если только часть показателей определены с помощью массива документальных данных.

9 Данная процедура выполняется аналогично 7.

10 Здесь идет речь о сведении всех данных, полученных в процедурах 5−9.

11 Определяется комплексный показатель качества с учетом коэффициентов весомости для каждого оцениваемого объекта.

12 В этой процедуре сравниваются комплексные показатели качества объектов и на основании этого делается вывод о уровне качества изделий.

1.5 Оценка технического уровня винтовых компрессоров

Под понятием «Технический уровень» изделия понимается совокупность технико-экономических, эстетических, эргономических показателей, отражающих степень использования при разработке, производстве и эксплуатации последних достижений науки и техники в отрасли, в данном случае в компрессоростроении и в смежных с ним отраслях промышленности. При этом «качество», как степень соответствия показателей изделия, которые контролируются службой технического контроля предприятия-изготовителя, будем считать одинаковыми для сравниваемых изделий.

Ниже приведена количественная оценка технического уровня параметрического ряда винтовых компрессоров ОАО «НПАО ВНИИкомпрессормаш».

В настоящее время имеется несколько методов оценки технического уровня продукции. В данной работе используется методика определения технического уровня на основе расчетного обобщенного средневзвешенного показателя. Теоретические положения этой методики разрабатывались и совершенствовались специалистами-компрессорщиками ряда научных организаций бывшего СССР. Методика оценки широко применяется для определения технического уровня создаваемых и серийно выпускаемых компрессорных машин.

Технический уровень изделий параметрического ряда винтовых компрессоров ОАО «НПАО ВНИИкомпрессормаш» рассматривается на примере одного типового представителя, потому что все изделия параметрического ряда создавались и изготовляются по подобным нормативным документам и единой технологии.

Процедура оценки технического уровня компрессора представляет собой совокупность операций, включающих выбор номенклатуры показателей, определение их численных значений для оцениваемого изделия и изделия-аналога и их сопоставление.

Номенклатура устанавливается в зависимости от типа компрессора.

Обобщенный средневзвешенный показатель технического уровня для компрессоров общего назначения определяется по формуле:

(1.11)

где — коэффициенты весомости единичных показателей технического уровня;

… — единичные показатели технического уровня;

— удельная мощность, ;

— ресурс до капитального ремонта, ч;

— удельная материалоемкость компрессора, ;

— удельный расход охладителя (воды, воздуха), ;

— удельный расход масла на унос, ;

— средняя безотказная наработка, ч;

— средний уровень звука в контрольных точках, дБА;

— показатель совершенства производственного исполнения и стабильности товарного вида, балл;

— коэффициент применяемости;

— показатель патентной чистоты;

— показатель патентной защиты;

Показатель с индексом «а» соответствует показателям образца-аналога. Под «аналогом» понимается продукция, подобная сравниваемому изделию, обладающая сходством функционального назначения и условий применения.

Полученная в результате расчета величина обобщенного средневзвешенного показателя технического уровня характеризует сравниваемое изделие по отношению к аналогу.

При — технический уровень сравниваемого изделия превосходит технический уровень аналога;

При — технический уровень сравниваемого изделия соответствует техническому уровню аналога.

Для определения технического уровня изделий параметрического ряда разработки ОАО «НПАО ВНИИкомпрессормаш» путем сравнения с аналогичными изделиями других производителей ближнего зарубежья была выбрана в качестве представителя ряда компрессорная установка для комплектации буровых станков ВВ-32/8М1У2 и компрессорные установки подобного назначения 6ВВ-32/7М2У2 и 7ВВ-32/7У2 ОАО «Казанькомпрессормаш» и 1ВВ-34/7М2У2 ОАО «Пензкомпрессормаш» Российской федерации. Выбор на эти изделия выбран потому, что они полностью совпадают по функциональному назначению и почти полностью совпадают по технологическим параметрам. Величины удельных показателей выбраны (рассчитаны) из технических условий и номенклатурных перечней и приведены в таблице 1. При этом технические параметры изделий-аналогов взяты во временном интервале 10 лет (1993;2003 гг.) с начала освоения во ВНИИкомпрессормаш винтовых компрессорных установок и до настоящего времени.

В качестве изделий-аналогов фирм зарубежья были выбраны выпускаемые в настоящее время компрессорные установки общего назначения с максимально приближенными параметрами к показателям сравниваемого изделия.

В связи с тем, что конечное давление нагнетания в значительной степени влияет на величину удельной мощности, необходим ее пересчет у изделия-аналога при давлении, равном давлению сравниваемого компрессора. Пересчет мощности аналога осуществляется по формуле [7]:

(1.12)

где — удельная мощность аналога, приведенная к давлению оцениваемого компрессора ;

— удельная мощность аналога, ;

— начальное давление оцениваемого изделия, Па;

— начальное давление аналога, Па;

— степень повышения давления оцениваемого компрессора;

— степень повышения давления аналога;

— показатель адиабаты сжимаемого газа, одинаковый для оцениваемого компрессора и аналога;

— число ступеней сжатия.

Для нашего случая: Па, z=1,,. Тогда

Коэффициенты весомости единичных показателей технического уровня для винтового компрессора маслозаполненного типа приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Значения коэффициентов весомости

В связи с тем, что показатели весомости применяемости () и показатели патентной чистоты () и патентной защиты в информационных материалах не приводятся, они из расчета изымаются, одновременно пересчитывая оставшиеся коэффициенты весомости по формуле [7]:

(1.13)

где — пересчитанный коэффициент весомости;

— пересчитываемый коэффициент весомости;

— сумма изымаемых коэффициентов весомости.

В нашем случае

Таблица 3 — Пересчитанные коэффициенты весомости

В связи с отсутствием в технических условиях и других информационных материалах на изделия-аналоги сведений о количестве прокачиваемого охлаждающего воздуха в системах охлаждения масла, а учитывать этот показатель при оценке технического уровня компрессорной установки необходимо, применяем следующий прием:

При допущении, что в системах воздушного охлаждения масла оцениваемого изделия ВВ-32/8М1У2 и изделия-аналога 7ВВ-32/7У2 установлены осевые вентиляторы с одинаковыми аэродинамическими характеристиками, можно согласится, что отношение мощностей приводных двигателей вентиляторов равно с допустимой погрешностью отношений прокачиваемого ими охлаждающего воздуха.

где — мощность электродвигателя вентилятора системы охлаждения масла компрессорной установки 7ВВ-32/7У2, ;

— мощность электродвигателя вентилятора системы охлаждения масла компрессорной установки ВВ-32/8М1У2, .

Эта величина отношений распространяется на все компрессорные установки и приведены в таблице 1.

Обобщенные средневзвешенные показатели технического уровня для случаев сравнения с изделиями ведущих производителей рассчитываются по формуле (1.11) и приводятся в таблице 4.

Для более детального анализа положения оцениваемого изделия ВВ-32/8М1У2 на рынке оценим его конкурентоспособность.

Конкурентоспособность технической продукции — комплексная характеристика, отражающая возможность реализации продукции по мировым ценам. Конкурентоспособность товара определяется совокупностью свойств товара, входящих в состав его качества, других его свойств, условиям продажи и эксплуатации, обеспечивающими возможность реализации товара на рынке в данный период времени на взаимовыгодных для продавца и покупателя условиях.

Показатель конкурентоспособности может быть выражен как отношение обобщенного средневзвешенного показателя технического уровня и относительного уровня цены реализации.

(1.14)

где е — основание натурального логарифма;

Ц_от — относительный уровень цены реализации;

(1.15)

где Ц — фактическая цена реализации, у. е.;

Показатель с индексом «а» соответствует показателям образца-аналога.

Расчет относительного уровня цены ведут по формуле (1.15). Относительный показатель конкурентоспособности для случаев сравнения с изделиями ведущих производителей рассчитываются по формуле (1.14) и приводятся в таблице 4.

Таблица 4 — Обобщенные средневзвешенные показатели технического уровня и показатель конкурентоспособности

Во всех приведенных случаях К_об >0,9, что говорит о соответствии технического уровня изделия-представителя и всего параметрического ряда маслозаполненных винтовых компрессорных установок разработки и изготовления ОАО «НПАО ВНИИкомпрессормаш» современному техническому уровню мирового компрессоростроения.

Но как показывает приведенный расчет, по обобщенному показателю технического уровня нельзя судить о положении оцениваемого изделия на рынке. Так относительный показатель конкурентоспособности не во всех случаях больше единицы, что свидетельствует о недостаточной конкурентоспособности.

Величины технических характеристик образца могут быть пересмотрены с целью повышения конкурентоспособности. Но при этом надо иметь в виду, что изменение характеристик технической продукции повлечет дополнительные финансовые затраты. Может случиться так, что достижение требуемой величины определенного показателя технической продукции будет стоить так дорого, что значительно снизит конкурентоспособность планируемого к выпуску образца.

2. Охрана труда

2.1 Основные положения

Правила и нормы по технике безопасности направлены на защиту организма человека от физических травм, воздействия технических средств, используемых в процессе труда. Они регулируют поведение людей, обеспечивающее безопасность труда с точки зрения устройства и размещения машин и оборудования.

Правила и нормы по производственной санитарии и гигиене имеют целью защиту организма от переутомления, химического и атмосферного воздействия и т. д. Эти правила и нормы устанавливают требования по благоустройству и правильному устройству территории, производственных и бытовых помещений предприятий, оборудованию рабочих мест и т. д.

Правила и нормы по технике безопасности и производственной санитарии необходимо соблюдать как при проектировании, так и при эксплуатации промышленных объектов и оборудования.

Требования в области обеспечения безопасных и здоровых условий труда, содержащиеся в правилах и нормах по технике безопасности и производственной санитарии, являются юридически обязательными как для администрации, так и для рабочих и служащих. При несоблюдении этих правил и норм виновные лица несут юридическую ответственность.

2.2 Характеристика помещения

Данный раздел посвящается анализу состояния охраны труда, а также разработке мероприятий по ее улучшению. Как объект исследования избрано помещение ДП" Сумыстандартметрология", которое находится на первом этаже восьмиэтажного здания. Помещение, рассматриваемое в данной работе — кабинет отдела главного инженера. Общая площадь помещения составляет 15 м² при высоте комнаты 3,5 м. Таким образом, объем помещения равняется 52,5 м³. Так как в кабинете работает 2 человека, площадь помещения, которого приходится на одного человека, составляет 7,5 м², при норме 4 м², в соответствии со СНиП 2.09.04−87.

По ГОСТ 12.1.019−79 данное помещение по степени опасности поражения электрическим током относится к категории помещений без повышенной опасности.

Согласно ОНТП 24−86 исследуемое помещение по степени пожаробезопасности относится к категории В. Согласно СНиП 2.01.02. — 85 здание, в котором находится данное помещение относится ко II степени огнестойкости.

В помещение используется естественная общеобменная вентиляция. Используется естественное и искусственное освещение. Расположение источников искусственного освещения выполнено так, чтобы исключить возможность прямого попадания света в глаза. Состояние светового проема хороший — чистые прозрачные стекла не препятствуют прохождению солнечных лучей.

2.3 Анализ состояния охраны труда

Опасные и вредные производственные факторы определяются по ГОСТ 12.0.003−74.

В помещении отсутствуют повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума и вибрации, опасность воздействия на человека токсичных веществ. Следовательно, в нем отсутствует опасность воздействия вредных производственных факторов на работающих.

С целью предупреждения поражения работников электрическим током, во всем здании электрические розетки оснащены защитным заземлением. Отдел охраны труда следит за исправностью электропроводки и защитных заземлений. Около каждой розетки есть надпись, предупреждающая о напряжении в сети 220 В.

Для предупреждения травматизма на рабочих местах в данной организации, инженер по технике безопасности проводит инструктаж работников:

— первичный — для вновь прибывших на работу;

— повторный — один раз в квартал;

— внеплановый — при нарушении работниками правил по технике безопасности.

С целью снижения опасности возникновения пожаров, инженером по технике безопасности проводятся противопожарные инструктажи работников. Первичный инструктаж проводится с работниками, вновь прибывшими на работу. Повторный инструктаж проводится один раз в квартал. При нарушении работниками правил пожарной безопасности проводится внеплановый инструктаж. Данные о проведении инструктажей хранятся в специальных журналах.

В целях снижения опасности возникновения пожара в данном учреждении, а также в целях снижения опасности поражения электрическим током, один раз в год проводится проверка состояния электрической сети в здании и замер сопротивления заземления электрических розеток.

К организационным мероприятиям для предупреждения травматизма и пожаров относятся также средства наглядной агитации. В холле здания расположен стенд, на котором изложены основные требования техники безопасности и пожарной безопасности в помещении, указаны телефоны пожарных и аварийных служб города. Рядом со стендом расположен план эвакуации из здания в случае возникновения чрезвычайной ситуации. В учреждении проводится контроль за состоянием охраны труда.

Благодаря хорошему состоянию охраны труда, мерам, направленным на предупреждение несчастных случаев и мерам пожарной безопасности, в учреждении не было пожаров и несчастных случаев.

В помещении отсутствуют источники загрязнения воздушной среды, источники вибрации, источники избыточного тепла, ионизирующих излучений. Уровень шума в помещении не превышает 50 Дб, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.1.003−83. С целью снижения уровня шума и повышения шумоизоляции, потолок и стены кабинета облицованы звукопоглощающим материалом.

Конструкция рабочих мест и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, стол и т. д.) соответствуют антропометрическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру выполняемой работы. Конструкцией рабочего места обеспечивается оптимальное положение работающего, которое достигается регулированием высоты сидения и подставки для ног. Рабочее место организовано в соответствии с требованиями стандартов.

Эстетическое оформление помещения соответствует стандартам технической эстетики. Пол в помещении покрыт линолеумом. Один раз в день в помещении проводится влажная уборка. Здание обеспечено необходимым количеством бытовых помещений.

2.4 Расчет естественного освещения в помещении

Естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение в данном помещении боковое. В кабинете имеется 1 окно, которое ориентировано на северо-запад. Козырек над окнами отсутствует. Здания, предметы, заслоняющие солнечный свет отсутствуют на расстоянии до 100 м. Искусственное освещение в рассматриваемом помещении оборудовано системой общего равномерного освещения, которое выполнено в виде прерывистых линий светильников класса преимущественно прямого света, укомплектованные рассеивателями. В качестве источника света общего освещения применяются лампы накаливания. Освещенность на рабочих местах соответствует требованию СНиП 11−4-79 (300−500 лк).

Для обеспечения нормированной освещенности светильники и окна необходимо мыть не менее 2 раз в год и вовремя менять лампы.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО). Нормированное значение КЕО с учетом характера зрительной работы, светового климата, который зависит от географического расположения здания, определяется по формуле:

где е_н^ІІІ — значение КЕО для зданий, расположенных в ІІІ поясе светового климата. Согласно СНиП 11−4-79 [14], е_н^ІІІ=1,5;

m — коэффициент светового климата, зависит от светового пояса, m=0,9;

с — коэффициент солнечности климата, зависит от расположения окон относительно сторон света, с=0,8.

Таким образом: .

Фактическое значение естественного освещения определяется по формуле:

где S₀ — площадь окна, S₀=4,2;

S_n — площадь пола, S_n=15 м²;

₀ — световая характеристика окна, по СНиП 11−4-79 ₀=17 (табл. 26);

k_з — коэффициент запаса, равен 1,3 (табл. 3) [14];

k_зд — коэффициент здания, учитывает затемнение окон противостоящими зданиями, k_зд=1 (табл. 27) [14];

r₁ — коэффициент, учитывающий отраженный свет от внутренних поверхностей помещения, r₁=2,7 (табл. 30) [14];

₀ — общий коэффициент светопропускания согласно СНиП 11−4-79 (табл. 28,29).

₀ = _{1 2 3 4 5}

где ₁ — коэффициент светопропускания материала, ₁=0,8;

₂ — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах световых проемов, =0,65;

₃ — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях,₃=0,9;

₄ — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, ₄=1;

₅ — коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, ₅=0,9.

₀ = 0,8 0,65 0,9 1 0,9 = 0,4212

Таким образом: .

Фактическое значение КЕО для данного помещения больше нормированного, то есть е_н < е_ф (1,08 < 1,44). Это значит, что требования, предлагаемые к естественному освещению, выполняются.

Следовательно, фактическое естественное освещение в этом помещении можно считать достаточным, так как оно удовлетворяет установленным нормам.

2.5 Расчет искусственного освещения

Расчет ведется по формуле:

где F_л — световой поток 1 лампы;

K_з — коэффициент запаса, К_з=1,3 (табл. 3);

S — площадь помещения, S=15 м²;

z — коэффициент неравномерности освещения, z=1,1;

— коэффициент использования светового потока. Зависит от типа светильника, цвета отделки внутренних поверхностей, индекса помещения. =0,5.

Искусственное освещение поддерживается четырьмя светильниками, состоящими из двух ламп накаливания. Расчетное значение светового потока такой лампы F=1450 лм Нормированное значение освещенности Е_min для кабинета при заданном разряде зрительной работы, виде источника света, системе освещения по СНиП II-4−79 составляет не менее 200 лк.

Фактическое освещение составляет: .

Таким образом, общее освещение метрологического отдела достаточное.

Уход за окнами имеет огромное значение, грязные стекла задерживают до 50% внешнего света, который поступает, поэтому соблюдение санитарных правил очень актуально. Также важная побелка потолков. Частота побелок не должна быть реже, чем раз в три года, которые также соблюдается.

2.6 Расчет естественной вентиляции

Проанализируем воздухообмен в помещении.

В соответствия со СНиП 11−4-79 и ГОСТ 12.4.021−75 в помещении предусмотрена естественная вентиляция. Приток воздуха осуществляется через нижние прорезы в двери, а в летний период дополнительно через форточки, а удаляется через прорезы в фонаре дома. Размеры форточки соответственно 0,8 м и 0,6 м, При исследовании достаточности вентиляции в административно-управленческих помещениях, в соответствии со СНиП 2.09.04−87 объем производственного помещения, который приходится на одного рабочего, должен быть не менее 40 м³. Если эти условия не выполняются, то для нормальной работы в помещении необходимо обеспечить постоянный воздухообмен при помощи вентиляции не менее 30 м³/час на одного рабочего.

Таким образом, для помещений с нормальным микроклиматом и при отсутствии вредных веществ или соблюдением их в границах норм необходимый воздухообмен определяется по формуле где L' — количество воздуха, необходимое для нормальной работы 1 человека. Зависит от объема помещения, приходящегося на 1 человека. L'=30 м³/ч;

n — число работающих, n=2 чел.

Воздухообмен под действием естественной вентиляции из верхних проемов рассчитывается по формуле:

где F — площадь верхних проемов, площадь форточки

F=0,8. 0,6 = 0,48 м²;

— коэффициент расхода, зависит от степени открытости верхних проемов, = 0,5;

V_в — скорость, с которой воздух выходит из верхних проемов где Н₂ — давление, под которым воздух будет выходить из помещения Н₂ = h₂(_н — _вн).

где Р_б — барометрическое давление 750 мм рт. ст.

Т — абсолютная температура.

Для помещения, где выполняются легкие работы в соответствии с ГОСТ 12.1.005 — 88 для теплого периода года температура должна составлять не более 28⁰ С или Т = 301 ⁰ К, для холодного периода t = 20⁰ С или T = 293 ⁰К.

Для наружного воздуха температуру принимаем по:

для лета t = 24 ⁰С, Т = 297 ⁰ К.

для зимы t = -11 ⁰C, Т = 262 ⁰K

Определим фактический воздухообмен для теплого периода года:

1) рассчитаем внутренне и наружное давление воздуха:

;

2) рассчитаем тепловой напор Для этого найдем сначала значение h₂ из равенства:

S_в^2.h₂ = S_н^2.(h — h₂),

где S_в = 0,8. 0,6=0,48 (м²);

S_н = 3,51,1=3,85 (м²);

h = 3−0,65−0,25−1=1,1 (м).

откуда h₂ = 1,08 (м).

Н₂ = 1,08 (1,17 — 1,16) = 0,0108.

3) определим скорость выхода воздуха из верхнего проема:

(м/с).

4) рассчитаем фактический воздухообмен:

(м³/ч) Проведем аналогичные расчеты для холодного периода года:

1) рассчитаем внутреннее и наружное давление воздуха:

;

.

2) рассчитаем тепловой напор

;

3) определим скорость выхода воздуха из верхнего проема:

(м/с).

4) рассчитаем фактический воздухообмен:

(м³/ч).

Следует отметить, что фактический воздухообмен как в теплый, так и холодный периоды года в несколько раз превышают необходимый воздухообмен. Для устранения этого недостатка необходимо провести соответствующие мероприятия, что будет рассмотрено в подразделе мероприятий охраны труда.

2.7 Параметры микроклимата

Значения параметров, которые характеризуют санитарно-гигиенические условия труда в отделе, приведены в таблице 5.

При определении допустимых значений параметров, учитываем, что категория работ по степени тяжести — 1б (легкие физические работы, затраты энергии до 150 ккал/ч).

Таблица 5 — Санитарно-гигиенические условия труда

Можно сделать вывод, что фактические значения параметров микроклимата соответствуют нормируемым значениям.

Пожарная безопасность Согласно ОНТП 24−86 исследуемое помещение по степени пожаробезопасности относится к категории В. Согласно СНиП 2.01.02. — 85 здание, в котором находится данное помещение относится ко II степени огнестойкости.

Возможными причинами пожара могут быть неисправности в электропроводке, небрежное обращение с огнем, несоблюдение правил пожарной безопасности и др. Для тушения пожаров в здании предусмотрено 7 пожарных кранов. Около каждого пожарного крана крепится огнетушитель. Применяются углекислотные огнетушители ОУ-5 и порошковые ОП-10. Средства пожаротушения постоянно поддерживаются в рабочем состоянии. В здании используется пожарная сигнализация. В случае возникновения пожара срабатывают противопожарные датчики и сигнализируют на пост охраны, которая дежурит круглосуточно. Пост охраны оснащен средствами связи.

На случай пожара или возникновения чрезвычайной ситуации в здании предусмотрены пути эвакуации людей и эвакуационные выходы. План эвакуации расположен в холле помещения (приложение) Перечисленные мероприятия позволяют снизить опасность возникновения пожара в данном учреждении.

2.8 Электробезопасность

Поскольку исследуемое помещение — сухое, с нормальной температурой воздуха, полом, покрытым изолирующим материалом (линолеумом), не имеет заземляющего устройства, то в соответствии с классификацией по степени опасности поражения электрическим током, его можно отнести до категории помещений без повышенной опасности поражения электрическим током.

Регулярно проводятся инструктажи по электробезопасности.

Предлагаемые мероприятия по улучшению условий труда Для устранения такого недостатка, как превышение фактического воздухообмена над необходимым, необходимо регулировать (сократить) время, в течении которого верхний проем (форточка) будет открытый.