Разработка и изготовление технологического оборудования для мастерской. Шлифовальный станок.
творческая работа учащихся по технологии (10 класс) на тему

Содержание

                                                                                                            Стр.

 1.  Выбор и обоснование темы проекта ……………………………..2-3

    1.1. Поиск и обоснование проблемы……………………………….2

     1.2. Требования, предъявляемые к изделию……………………….3

 2. Конструкторская часть……………………………………………..4-5

   2.1. Описание конструкции изделия………………………………..4

   2.2. Технические характеристики…………………………………..5

3. Технологическая часть……………………………………………..6-8

    3.1. План работы по проекту. Техника безопасности…………… 6

    3.2. Технологическая карта…………………………………………7-8

4. Общая оценка проекта………………………………………………9

    4.1. Экономическая оценка проекта ……………………………….9

    4.2. Экологическая оценка проекта………………………………..10      

Анализ результатов……………………………………….…………..10-11

Рекламный проспект…………………………………………………..12

Список литературы…………………………………………………….13

Приложения……………………………………………………………14-19

                 Приложение 1.  Исследования по теме проекта…………………14

       Приложение 2.  Алгоритм выполнения проекта………………...15

       Приложение 3. Морфологический разбор идеи…………………16

       Приложение 4. Экономический расчет…………………….........17-18

       Приложение 5. Схема кинематическая…………………………...19

       Приложение 6.  Схема электрическая ……………………………19

Выбор и обоснование темы проекта

        Поиск и обоснование проблемы. При шлифовании мелких деталей возникают трудности в работе, потому что имеющиеся в школьной мастерской приспособления не всегда удобны в использовании. Чтобы решить эту проблему, я выбрал тему своего творческого проекта.

        Сущность представленного проекта заключается в улучшении комплектации кабинета технологии станочным оборудованием, позволяющим механизировать процесс шлифования плоских и выпуклых поверхностей деталей.

        Потребность.

       Механическое приспособление, позволяющее усовершенствовать процесс шлифования поверхностей деревянных деталей небольшого размера.     

        Варианты в удовлетворении потребности:

      - купить в магазине; -

      - заказать на предприятии; -

      -изготовить самому. +

        Формулировка задачи.

     Финансовые возможности нашей школы не позволяют приобрести такое оборудование в связи с его дороговизной, но условия школьной мастерской и знания, полученные по школьным предметам, позволяют изготовить это приспособление.

     Для выполнения проекта мне понадобятся дополнительные знания по технологии, черчению, экономике, физике, электротехнике. Для этого мне необходимо изучить дополнительную литературу и проконсультироваться с учителями- предметниками.

          Перед собой я поставил цель: разработать и изготовить механическое  приспособление, позволяющее шлифовать плоские и выпуклые поверхности мелких деталей.

  Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- сконструировать экономичный, технологичный и практичный шлифовальный станок;

- на основе технологий обработки древесины, металла и электротехники разработать несложный процесс изготовления шлифовального станка;

- согласно разработанной технологической документации изготовить запланированное изделие в установленный срок (18 часов) и провести его испытание.

               Требования, предъявляемые к проектируемому изделию:

- конструкция должна соответствовать назначению изделия;

- прочность и надежность в эксплуатации;

- удобство в использовании;

- минимальный расход материалов, их доступность и долговечность;

- стандартность технологии, наличие необходимого оборудования;

- при изготовлении должны исключаться сложные виды работ;

- изделие должно гармонично вписываться в интерьер мастерской;

- изделие должно быть изготовлено из экологически чистых материалов;

- безопасное изготовление и использование изделия с наименьшими энергозатратами.

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Описание конструкции изделия

     Проведя анализ первоначальных идей, я решил изготовить станок призматической формы и с плоской рабочей поверхностью в виде диска с приводом от электродвигателя. Для изготовления основания я использовал ДСП, так как этот материал обладает необходимой прочностью и имеется в достаточном количестве. Переднюю стенку я изготовил из 9-слойной фанеры. Рабочий диск, изготовленный из толстой фанеры, с помощью планшайбы установлен на ведомом валу.  Для изготовления корпуса я использовал детали старого эпидиаскопа.  Подручник, изготовленный из древесины, к основанию станка крепится с помощью барашковых гаек. Шлифовальная шкурка приклеена к рабочему диску на ПВА. Для погашения вибрации и устойчивости я установил станок на резиновые ножки.

                   7                                          8                                                9

                   6                                                                                            10

                    5

                                                                                                                  11

                    4  

                    3                                  2                      1                                12 

     Рис. 1. Внешний вид шлифовального станка: 1-основание; 2-пылесборник;

3- штепсельная вилка; 4- выключатель «Пуск - стоп»; 5- предохранитель 2А; 6-корпус; 7- крышка; 8- защитное ограждение; 9- рабочий диск; 10-подручник; 11- барашковые гайки; 12- ножки.

       Комплектующие электрической части (электродвигатель, конденсатор, электрические провода), а также детали передаточного механизма (шкивы, клиновидный ремень, ведомый вал) использованы из старой стиральной машины.

       С целью защиты электрооборудования станка от короткого замыкания в электрическую цепь последовательно подсоединен предохранитель 2А.

      В процессе изготовления в конструкцию станка были внесены коррективы: над рабочим диском установили защитное ограждение и оборудовали станок пылесборником.

       Отделка выполнена эмалевыми красками. Чтобы цвет станка гармонировал с цветом оборудования мастерской, корпус я окрасил в зеленый цвет, кромку диска – красным (опасная зона), верхнюю часть подручника – желтым (рабочая зона).

     Принцип работы станка.      Включение станка осуществляется от сети 220В переменного тока с помощью выключателя типа «тумблер». Вращательное движение от электродвигателя через клиноременную передачу передается на рабочий диск (см. приложение ).

 Технические характеристики шлифовального станка.

Потребляемое напряжение – 220 В.

Тип электродвигателя – асинхронный.

Мощность электродвигателя – 130 Вт.

Частота вращения электродвигателя – 1400 об/мин.

Частота вращения рабочего диска – 700 об/мин.

Вес станка – 9,8 кг.

Габаритные размеры – 430х370х260 мм.

    При изготовлении аналогичного станка форму, размеры и технические характеристики можно изменять в зависимости от подбора материалов и комплектующих.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ПЛАН РАБОТЫ

1. Разработка конструкции изделия:

1. Выполнение сборочного чертежа.
2. Выполнение чертежей деталей.
3. Разработка технологического процесса.

2. Организация рабочего места:

1. Подбор материалов.
2. Подбор комплектующих.
3. Подготовка инструментов и оборудования.

3. Выполнение технологических операций:

1. Изготовление деталей изделия.
2. Монтаж электрической цепи.
3. Сборка изделия.
4. Испытание и доработка конструкции.
5. Отделка изделия.

Техника безопасности:

• Выполнение электромонтажных работ с напряжением свыше 40 вольт производит учитель.
• Во время работы на станке одеть защитные очки и халат.

ОБЩАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТА

                                Экономическая оценка проекта.

     Стоимость изготовленного изделия, в основном, определяется затратами на материалы, электроэнергию и оплату труда.

    Согласно проведенным расчетам (см. Приложение 4) затраты составили:

    - на материалы-  380 рублей;

    - на электроэнергию-  3,14рублей;

    - на повременную оплату-  106,2 рублей;

       - амортизационные выплаты- 10 рублей.

     При условии приобретения всех материалов, оплаты затрат на электроэнергию, амортизационные затраты, выплаты заработной платы себестоимость изделия составит 499 рублей 34 копейки.

        Без учета заработной платы, которую я себе не плачу, амортизационных отчислений (школьное оборудование предоставляется бесплатно) и при условии использования древесных материалов из отходов строительного производства,  электрооборудования и деталей кинематики из старой бытовой техники реальная себестоимость изделия равна 168 рублям.                

Учитывая, что аналогичные изделия в продаже имеются в большом ассортименте, себестоимость шлифовального станка можно сравнить с ценой обычной шлифовальной машины, стоимость которой составляет от 1000 до 3500 рублей (в зависимости от ее мощности и фирмы производителя) приходим к выводу, что:

     а)     изготовление станка для школы очень выгодно;

     б) производство шлифовальных станков экономически обосновано, реализация проекта реально возможна не только в нашей школе, но и в других учебных заведениях и объединениях дополнительного образования;

     в) возможна реализация технологической документации.

        Но я разрабатывал станок не с целью продажи, а для использования в своей школьной мастерской.

Экологическая оценка.

       Материалы, способы и технология изготовления изделия при выполнении  санитарно-гигиенических требований практически не оказывают  влияния на окружающую среду.

Анализ результатов.

При работе над проектом «Шлифовальный станок» решены следующие  задачи:

• разработан экономичный, технологичный и практичный в использовании шлифовальный станок;
• на основе изученных технологий обработки конструкционных материалов (древесины, металла, пластмассы и др.) и знаний по электротехнике разработан технологический процесс изготовления шлифовального станка;
• согласно разработанной документации изделие изготовлено в установленный срок (18 часов);
• проверка шлифовального станка в работе показала предполагаемые результаты. Поэтому считаю, что цель по разработке и изготовлению шлифовального станка достигнута.

Рис. 2. Испытание шлифовального станка в работе

Положительные стороны проекта:

• в ходе выполнения проекта я закрепил и расширил свои знания по основным школьным предметам;
• усовершенствовал свои умения по технологии;
• кабинет технологии укомплектован дополнительным станочным оборудованием для шлифования.

        Недостатком является сложность в замене шлифовальной  шкурки.

         На будущее планирую усовершенствовать свой станок:  продумать более удобный способ крепления шлифовальной шкурки на рабочем диске.

         В работе над проектом мне помогали одноклассники, учителя-предметники, а, в основном, - учитель технологии.

Рис.3. Результат работы.

Рекламный проспект

Фирма «Техно – Люкс»

Изготовление дополнительного технологического оборудования для мастерских

«Техно – Люкс» - гарантия нашего качества,

залог вашего успеха!

Обращайтесь по адресу:

ЯНАО Пуровский р-н, п.г.т. Уренгой, ул. Геологов, 43.  8 (34934) 9-25-67

 Urengoi_2@mail.ru

Ждем Вас!

Литература

1. Барановский А.М., Дробница Н. А. Книга домашнего умельца. –

Киев.: Техника, 1989.

2. Богатырев А. Н. Электротехника с основами радиоэлектроники (справочное пособие). – М.: Машиностроение, 1993.

3. Карабанов И.А. Справочник по трудовому обучению: Обработка древесины, металла, электротехника и ремонтные работы: Пособие для учащихся 5 – 7 классов – М.: Просвещение, 1991.

4. Катаев А.М. Слесарное дело. – СПб.: Издательство «Лань», 2000.

5. Симоненко В.Д. Технология: Учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений – М.: Вентана-Графф, 2001.

6. Симоненко В.Д. и др. Технология: Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений – М.: Вентана-Графф, 2001.

7. Степанов Б. А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева. – М.: ПрофОбрИздат, 2001.

Приложение 1

Исследования по теме проекта

Рис.4. Виды приспособлений для шлифования

Приложение 2

Звездочка обдумывания

Рис.5. Алгоритм выполнения проекта

Приложение 3

Морфологический разбор идеи

 (дизайн - анализ)

Приложение 4

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ

Расчет себестоимости шлифовального станка:

С = Мз + Эз + Ао + З + Н, где

С – себестоимость,

Мз – материальные затраты,

Эз – энергетические затраты,

Ао – амортизационные отчисления,

З – заработная плата,

Н – налоговые сборы (в детских учебных заведениях не учитываются).

Материальные затраты (Мз)

Энергетические затраты (Эз)

1 кВт/ч – 0,80 руб.

Освещение – 20 ламп по 40 Вт = 0, 8 кВт, в классе 5 человек.

Время работы – 16 часов.

0,8 х 16 х 0,80 : 5 = 2,1 руб. за освещение.

Работа на круглопильном станке – 0,5 часов, N = 0,75 кВт.

0,5 х 0,75 х 0,80= 0,3 руб.

Работа на сверлильном станке – 0,5 часов, N = 0,4 кВт.

0,5 х 0,4 х 0,80 = 0,16 руб.

Работа на токарном станке по металлу – 1 час, N == 1 кВт.

1 х 1 х 0,80 = 0,8руб.

Работа с паяльником – 1 час, N = 0,06 кВт.

1 х 0, 06 х 0,80 = 0,05 руб.  

Итого: 3,14 руб.

Амортизационные отчисления (Аз)

Стоимость амортизации оборудования будет невелика, так как станки

работали короткое время, приблизительно–10 руб.

Зарплата (З)

Отчисления на зарплату производятся из расчета, что минимальная  оплата   работы столяра 1-го разряда в месяц составляет 850 руб.

850:6:24 = 5,9 руб.

Время работы – 18 час.

5,9 х 18 = 106,2 руб.

Себестоимость изделия

С = Мз + Эз + Ао + З

С = 380 + 3,14 + 10 + 106,2 = руб.

Себестоимость изделия равна 499, 34 руб.

                                                                                               Приложение 5

                                   Рис.6. Схема кинематическая

 Приложение 6

Рис.7. Схема электрическая