Дипломная работа: Усовершенствование блока управления и конструкции реактора установки вакуумного напыления

Рис.   8   Виды   испарителей:   проволоч­ные   (1—10),  ленточные   (//—14)   тигли (15—19)  и электронно-лучевой  (20)

2.2.1. Расчет силового трансформатора

Для конструктивного расчета силового трансформатора устанавливаем следующие исходные данные:

- напряжение питающей сети - U1 = 200 В;

- действующее напряжение вторичных обмоток U2 = U3 = 40 В, U4 = 20 В;

- действующие токи вторичных обмоток I2 = I3  = 50 A; I4 = 5 A.

1. Определяем сумму мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке

PII = P2 + P3 + P4 = I2U2 + I3U3 + I4U4 = 2 х 40 х 50 + 5 х 20 = 4100 Вт.

Мощность трансформатора определяется формулой Pтр = PII/ =

= 4100/0,9  4600 Вт. Принимаем величину индукции В = 11103 гс, плотность тока = 2,8 А/мм2.

2. Определяем необходимую активную площадь сечения сердечника Sc по формуле:

где a = 5,0, f = 50 Гц - частота питающей сети:

Sc = 700 = 85,6  см2

Поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения

k3 = 0,92, Sс= Sc/k3 = 93 см2.

3. Определяем число витков обмоток

                                                     2.2    

                                                                                          2.3              

         С учетом 10% поправки ; .

4. Определяем диаметры проводов обмоток

d2 = d3 = 1,13= 4,8 мм; d4 = 3,1 мм.                                         2.4

5. Ток в первичной обмотке определяем по формуле

6. I1 = 1,1 = 1,1.                                                 2.5                    

6. Определяем число витков в первичной обмотке

                                                                 2.6

при диаметре провода d1 = 3,25 мм.

2.2.2. Разработка трехканального устройства регулирования  тока

Для обеспечения независимого управления нагревом лодочек-испарителей, а также температурой подложки, на которую осуществляется нанесение тонкой металлической пленки, разработано трехканальное устройство управления током. Устройство предназначается для регулирования температуры мощных низковольтных нагревательных элементов. Оно состоит из трех независимых блоков, подключенных к отдельным понижающим обмоткам силового трансформатора и позволяет осуществлять регулировку тока в каждой из нагрузочных цепей независимо друг от друга. Принципиальная электрическая схема трехканального устройства управления токами нагрузки, чертежи печатной платы и монтажной платы приведены на рис. 9.

Сетевое напряжение (~220 В) понижается силовым трансформатором до расчетных значений напряжений U2, U3, U4 (см.п.2.2.1) и подается на схемы регулирования тока 1,2 и 3, состоящие из мощных силовых симисторов и интегральных драйверов. Интегральный драйвер выполнен на основе интегральной микросхемы КР1182ПМ1, предназначенной для регулирования тока через активную нагрузку мощностью до 150 Вт, либо для управления внешними тиристорами, либо симисторами. На выводах 14 и 15, а также 10 и 11 микросхемы формируются импульсы с частотой питающей электросети, скважность импульсов зависит от сопротивления переменного резистора, которым и осуществляется регулирование тока через активную нагрузку (лодочку-испаритель). Каналы 1 и 2, управляющие мощными симисторами ТС-161-160-2, обеспечивают регулировку тока через испарители. Канал 3 предназначается для управления током через нихромовую спираль, служащую для подогревания подложки, в нем использован симиcтор средней мощности ТС122-25-2, рассчитанных на токи до 10 А. Оптимальная технология изготовления печатной платы трехканального устройства регулирования тока приведены в табл.2

Рис.  9    Принципиальная схема управления тока спиралей

Примечание: Блоки А1; А2; А3 эдентичны, за исключением блока А3 где установлен семистор ТС122-25-2

2.2.3. Обеспечение поддержания постоянной температуры подложки

Поскольку при напылении тонких пленок не требуется сверхпрецизионной точности поддержания температуры (параграф 1.1), то в качестве регулирующего температуру подложки устройства был выбран прибор Ш4541- позволяющий одновременно производить измерение и регулирование температуры в пределах 0-1100 0С при использовании хромель-алюмелевой термопары. Измерительный механизм прибора Ш4541 - магнитоэлектрической системы, с подвижной частью на кернах. Двухпозиционный регулирующий сигнал обеспечивается посредством индуктивного датчика положения стрелки, представляющего собой жестко закрепленный на стрелке экран, взаимодействующий с контурными катушками генератора. При температуре ниже заданной, когда указатель стрелки находится левее указателя задачи регулирующего устройства, экран, закрепленный на стрелке, находится вне зазора контурных катушек и генератор вырабатывает высокочастотные колебания. Транзистор VT2 (рис. 10) при этом открыт и на контактах колодки 5,6 возникает выходной сигнал - напряжение   постоянного   тока   порядка  12V  при   токе  до

100 mА. При достижении температуры подложки заданного значения, когда указатель стрелки совпадает с указателем задачи регулирующего устройства, экран входит в зазор и генерация срывается, что приводит к запиранию транзистора VT2 и к исчезновению выходного сигнала. Схема включения регулирующего устройства приведена на рис. 11.

Рис 10. Схема электрическая принципиальная Ш4541

ВК - термоэлектрический преобразователь;

Х - разъем  РП10-11

ХТ - колодка.

R - медный резистор

Рис. 11.  Схема включения регулирующего устройства

2.2.4. Структура модернизированной электрической схемы

Структура модернизированной электрической схемы установки представлена на рис. 12. Без изменений остался только функциональный блок, предназначенный для управления вакуумной системой. Охарактеризуем отличительные особенности модернизированной электрической схемы. Прежде всего функциональные блоки измерения и управления температурой фактически стали одним устройством за счет использования вместо измерительного милливольтметра  В7-27 прибора Щ4541, являющегося одновременно и измерительным милливольтметром постоянного тока, и регулирующим устройством температуры, обеспечивающим вместе с блоком 3 трехканального устройства регулировки тока постоянство температуры подложки в процессе напыления пленок. Из рис. 11 видно, что, в отличие от базовой схемы, модернизированная позволяет осуществлять нагрев лодочек-испарителей как по отдельности, путем поочередного замыкания цепи электропитания блоков регулировки тока 2 и 1 выключателями SA2, SA4, либо SA2, SA3, так и реализовывать процесс одновременного напыления из двух лодочек (при этом цепи

Рисунок 12.  Структурная схема усовершенствованной электрической схемы установки

2.3. Разработка механического устройства поворота заслонки

В первоначальном виде в установке была предусмотрена заслонка, которая приводилась в движение путем перемещения мощного электромагнита вдоль наружной поверхности кварцевого колпака вакуумной камеры. Заслонка крепилась при помощи кронштейна с подшипником скольжения на жестко закрепленный к основанию вакуумной камеры стальной стержень. Однако при эксплуатации установки обнаружили, что вследствие достаточно близкого расположения кронштейна с подшипником к лодочкам испарителя в процессе напыления некоторая часть распыляемого материала попадает на поверхности скольжения, что ухудшает его качество и приводит к необходимости периодического демонтажа заслонки для удаления химическим травлением слоев металла. Кроме этого, схема питания электромагнита обусловливает дополнительное потребление электрической энергии.

2.3.1. Выбор устройства для передачи движения в вакуумную камеру

Так как лабораторная установка не требует автоматизации процессом перемещения заслонки, было принято решение о замене конструкции заслонки на простую и надежную, основанную на механическом перемещении. Были рассмотрены различные варианты передачи движения в вакуумную камеру.

Для надежной и долговечной работы вакуумных вводов движения необходимо, чтобы герметизирующий элемент не воспринимал передаваемые устройством усилия. Поскольку нам необходимо передавать вращательное движение, то в результате поиска было выбрано техническое табл. 2. В этом устройстве промежуточное звено 1 совершает

плоскопараллельное движение по цилиндрической поверхности с радиусом, равным эксцентриситету е с центром на общей оси ведущего и ведомого валов 2 и 3. Крутящий момент от сил трения в опорах промежуточного звена 1, смонтированного на ведущем и ведомом валах, воспринимается гибким уплотнительным элементом (металлическим сильфоном или резиновой мембраной), нагружая его касательными напряжениями, величина которых обратно пропорциональна  эксцентриситету. В свою очередь, эксцентриситет  должен быть весьма малым с целью ограничения деформации гибкого уплотнительного элемента. Указанные причины ограничивают область применения ввода вращения подобной конструкции, допуская его использование лишь в случаях относительно малых крутящих моментов сопротивления на ведомом валу 3, однако для поворота заслонки этот вариант ввода вращения является приемлемым ввиду незначительности нагрузки на ведомом валу, обусловленном малым весом 0,15 кг заслонки вместе с кронштейном.

Выбранный тип устройства передачи вращения в вакуумную камеру, эскизно представленный на рис. 12 , содержит мембрану 4 (уплотнитель), которая должна быть выполнена из вакуумной резины. Уплотнители для вакуумных систем изготавливаются из резин марок 7889, 9024, 51-1578, 51-1433 и др. Одной из важнейших характеристик вакуумных резин является их проницаемость (табл. 3). Наибольшей проницаемостью из газов обладает водород, затем в порядке уменьшения следуют гелий, кислород и азот. Кроме перечисленных газов, резины проницаемы для паров многих растворителей, а также для сложных газов. При прогреве резины в вакууме выделяются газообразные, жидкие и твердые продукты, причем скорость выделения этих продуктов увеличивается с возрастанием температуры. При длительном прогреве резины в вакууме и последующем охлаждении до комнатной температуры скорость газовыделения уменьшается и достигает мало изменяющейся величины. Резиновый уплотнитель вырезается из пластин (ТУ 38-105116-70). Однако наилучшие показатели получаются при непосредственном формовании резиновой смеси и последующей вулканизации в пресс-формах.

Исходя из реальных требований к лабораторной установке по остаточному давлению газов, реальных температурных условий эксплуатации, вышеперечисленных требований к вакуумным уплотнителям и экономической целесообразности, нами выбрано два типа резины, подходящих для изготовления мембраны устройства передачи движения в вакуумную систему, физико-механические свойства которых приведены в табл. 4. Однако с учетом требований по химической стойкости окончательный выбор сделан в пользу хотя и более дорогой, но более химически стойкой резины марки 9024.

[ 2.стр.304 ]

Рисунок 13.  Передача вращательного движения заслонки.

2.3.2. Конструкция механизма поворота заслонки

Выбор механизма ввода движения в вакуумную камеру, сделанный в предыдущем параграфе, во многом предопределяет конструкцию всего механизма поворота заслонки. При его разработке использованы стандартные технические решения, что, с учетом отсутствия значительных нагрузок на подвижные (вращающиеся) детали конструкции, позволило отказаться от расчетов прочности валов. Выборы размеров диктовались реальными габаритными данными вакуумной камеры модернизируемого устройства, характер механической обработки деталей - общими машиностроительными требованиями.

Эскиз механизма поворота представлен на рис.14. Процесс изготовления валика  приведен в технологической части 3,  таблице 6.

Таблица 2. Характеристики устройства ввода движения

* В зависимости от марки вакуумной резины, из которой изготовлена мембрана.

Таблица 3. Физико-механические свойства вакуумной резины марок   

                     7889 (1) и 9024(2)

Рис. 14     Эскиз поворотного валика

                                      3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технология изготовления печатной платы и поворотного валика представлены в таблицах 2 и 3

Рис.  15      Печатная плата управляющего устройств

Таблица  4 Технология изготовления печатной платы

Таблица 5. Технологический процесс изготовления  валика Э652.2.34.

(рис. 14), вариант сборный.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В экономической части мы выполним расчет затрат (себестоимости) нового варианта модернизированной части электрической схемы установки вакуумного напыления.

4.1. Подготовительный этап

1. Характеристики базовой электрической схемы и ее назначение

Базовая электрическая схема, приведенная на рис.7 характеризуется следующими недостатками:

- невозможность реализации одновременного нагрева двух испарителей;

- отсутствие устройства поддержания температуры подложки;

- низкое значение коэффициента использования полезной мощности вследствие нестационарного режима использования элементов в цепи ЛАТР3-Тр1.

В этой связи установка имеет существенные ограничения как по реализации качественно новых экспериментов, так и по воспроизводимости экспериментальных результатов.

2. Основные направления улучшения изделия

Основными направлениями улучшения электрической схемы установки являются:

- обеспечение возможности независимого управления испарителями за счет использования раздельной регулировки токов при одновременном снижении общих энергозатрат, обеспечиваемом применением современных электронных компонентов;

- обеспечение возможности точного поддержания температуры за счет включения в электрическую схему соответствующего устройства.

4.2. Информационный этап

1. Расчет стоимости покупных деталей и полуфабрикатов

Расчет стоимости полученных деталей и полуфабрикатов производим по данным электрической схемы модернизированной установки (рис.8, 10, 11), сведенным в табл. 5.

Таблица 6

Расчет покупных изделий и полуфабрикатов

2. Расчет стоимости вспомогательных материалов

Определим стоимость вспомогательных материалов методом удельного веса стоимости материалов в общей калькуляционной стоимости. Учитывая производственный опыт промышленности, принимаем удельный вес в прямых затратах покупных материалов равным 0,5 (50%), а стоимость вспомогательных материалов 0,1 (10%).

Звсп.м. =

где Звсп.м - затраты на вспомогательные материалы, грн.;

      Зпок. -   прямые затраты на покупные материалы, грн.;

      Апок -   удельный вес в прямых затратах покупных материалов, %;

      Авсп.м. - удельный вес в прямых затратах вспомогательных   

                   материалов, %.

3. Затраты на основную заработную плату

Для радиоэлектронной промышленности стоимость изготовления колеблется в зависимости от сложности изготавливаемого устройства и составляется в процентах от стоимости основных материалов. В нашем случае -  это плата невысокой сложности и малой степени интеграции (принимаем 18%).

Технологический процесс изготовления печатной платы можно разделить на несколько стадий, каждая из которых дает свой весовой коэффициент в процентах от основной заработной платы.

Подготовительные операции - операции по шлифовке и очистке. Они выполняются на шлифовальных машинах. Квалификация работ низкая. Специальность - шлифовальщик II разряда. Весовой коэффициент - 3%.

Операция по нанесению рисунка с фотошаблона - трафаретная печать выполняется на специальных автоматах. Квалификация - высокая. Специальность - оператор сеткографического аппарата. Весовой коэффициент - 10%.

Прессовка и термообработка - операции по прессовке слоев печатной платы. Эти операции выполняются автоматически с применением роботов. Квалификация работ по обслуживанию пресс-автомата. Весовой коэффициент - 5%.

В механическую обработку входят операции резания, сверления, фрезерования, обработка отверстий. Все операции выполняются на станках с ЧПУ. Специальность - оператор ЧПУ. Весовой коэффициент - 60%.

Химическая обработка. Эта стадия связана с применением химических реактивов и выделением вредных газов в процессе реакции. Поэтому данная стадия выполняется в закрытых камерах без участия человека, кроме транспортных функций, для которых не требуется высокой квалификации рабочего. Весовой коэффициент - 8%.

Сборка. На этапе сборки осуществляется установка элементов, их пайка. Для установки используются роботы, для пайки - запаечные машины с волновой или каскадной пайкой. Этот этап очень ответственный, так как качество пайки определяет надежность и долговечность устройства. Специальность - расфасовщик. Весовой коэффициент - 8%.

Проверка и тестирование. На этом этапе производится проверка качества полученного устройства и его характеристики. Работы выполняются на испытательном стенде старшим техником. Весовой коэффициент - 4%.

Кроме того, для обслуживания станков, машин, оборудования требуются: слесарь-наладчик III разряда, инженер-робототехник и инженер-электронщик. Весовой коэффициент на оплату их труда составляет 2% от стоимости основных материалов. Определим затраты на основную заработную плату на основании удельного веса заработной платы в прямых затратах, равного 0,2 (20%).

Зпл.осн. =

где: - Зпл.осн. - затраты на основную заработную плату, грн.;

        - Зпок. -    прямые затраты на покупные материалы, грн;

- Апок -    удельный вес покупных материалов в прямых затратах,  грн.;

- Апл.осн. - удельный вес основной заработной платы в прямых 

затратах, грн.

Определим затраты на заработную плату на каждом этапе изготовления модернизированной электрической схемы управления и контроля вакуумной установки. Результаты помещены в таблице 6.

Таблица 6

Расчет затрат на заработную плату для различных этапов технологического процесса

4. Затраты на дополнительную заработную плату

Среднеотраслевые  доплаты   составляют  20%    от  основной  заработной платы. Отсюда затраты на дополнительную заработную плату равны:

Зпл.доп. =

где:   - Зпл.доп. - затраты на дополнительную заработную плату (в т.ч.     

                           доплаты за вредность выполняющим  стадию        

                           химической  обработки), грн.

5. Отчисления в бюджет

Отчисления в бюджет принимаем равными 39,55 % от затрат на зарплату:

Зсоц.мер. =

где    Зсоц.мер. - затраты на отчисления в  фонд  социальных     мероприя-

                         тий, грн.

6. Затраты на подготовку и освоение новых видов изделий

Затраты на подготовку новых видов изделий находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Кп.u. принимаем равным 20%.

Зп.u. = Зпл.осн.

где Зп.u. затраты на подготовку и освоение новых видов изделий, грн.

7. Затраты на износ специнструмента и приспособлений

Затраты на износ специнструмента и приспособлений находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Кuз приблизительно равен 40-80%.

Зuз = Зпл.осн.

где Зuз - затраты на износ специнструмента и приспособлений, грн.

8. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Крсэо = 60-75%.

Зрсэо = Зпл.осн.

где Зрсэо - затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, грн.

9. Общепроизводсвенные  расходы.

Цеховые расходы находим при помощи коэффициента Ку, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты на содержание и эксплуатацию оборудования %

Зу = Зпл.осн.

где Зу - затраты на цеховые расходы, грн.

10. Общезаводские расходы

Общезаводские расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Коз приблизительно равно 70%.

Зоз = Зпл.осн.

где Зоз - общезаводские расходы, грн.

11. Прочие производственные расходы

Прочие производственные расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Кпр приблизительно равно 11%.

Зпр = Зпл.осн.

12. Внепроизводственные расходы

Внепроизводственные расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части стоимости производственных затрат равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента Квпр равно 2%.

                                             Звпр = Спр                                       (1)

где:   Звпр - внепроизводственные расходы, грн.

         Спр - сумма всех производственных затрат, грн.

Спр. = Зпок. + Звсп.м. + Зпл.осн. + Зпл.доп. + Зсоц.мер. + Зп.u. + Зuз + Зрсэо + Зу +

+ Зоз + Зпр = 306,50 + 61,30 + 122,60 + 24,52 + 55,17 + 24,52 + 77,56 +

+ 85,82 + 61,30 + 85,82 + 13,49 = 918,60 грн.

Найденное значение подставляем в формулу (1) и получаем результат:

Звпр = 918,60×0,02 = 18,37 грн.

13. Полная себестоимость рассматриваемого объекта

Полная себестоимость рассматриваемого объекта равняется сумме производственных и непроизводственных затрат

Спол. = Спр + Звпр = 918,60 + 18,37 = 936,97 грн.

Где Спол - полная себестоимость объекта, грн.

14. Прибыль (с учетом рентабельности)

Рентабельность Р для радиоэлектронной промышленности равна 40%.

Пи = Спол.    

где Пи - прибыль (с учетом рентабельности) грн.

15. Оптовая цена на изделия

Оптовая цена на единицу изделия Цопт равна сумме полной себестоимости и прибыли

Цопт = Спол + Пи = 936,97 + 374,79 = 1311,76 грн.

                                                   3.3. Заключение

 Поскольку результатом модернизации не ставилось улучшение экономических показателей, а только придание ему новых функциональных возможностей, провести сравнительный анализ базового и нового варианта электрической схемы не представляется возможным.

В этой связи в настоящем экономическом расчете ограничимся расчетом себестоимости единицы продукции, которая составляет 936,97 грн..

5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Модернизируемая установка предназначена для осаждения диэлектрических и полупроводниковых слоев в вакууме.

5.1. Анализ условий труда

Установка рассчитана на эксплуатацию в помещении при температуре окружающей среды 20 ± 5 оС, относительной влажности воздуха 60 ± 15% при нормальном атмосферном давлении.

Питание автомата осуществляется трехфазным переменным током от четырех проводной линии (с нулевым проводом) частотой 50Гц напряжением 380В. Электрическая мощность, потребляемая автоматом не более 5 кВт.

Для освещения рабочего места предпочтительно использовать естественное освещение, но в зимнее время, а также при пасмурной погоде, необходимо предусмотреть искусственное освещение, которое должно обеспечивать нормальные условия труда.

Для поддержания в помещении, где расположена установка, требуемой температуры необходимо использовать устройства контроля климата.

Выявленные потенциальные производственные опасности вызывают необходимость проведения технических, технологических и организационных мероприятий, которые должны быть разработаны для создания безопасных и безвредных условий труда.

5.2. Освещенность

Свет обеспечивает связь организма с внешней средой, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Около 90% всей информации в внешнем мире человек получает через органы зрения.

Рациональное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда, уменьшению брака, снижает производственный травматизм, уменьшая потенциальную опасность многих производственных факторов, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих.

Плохая освещенность приводит к перенапряжению и быстрому утомлению органов зрения, плохо различаются производственные опасности, повышается производственный травматизм, действует угнетающе на организм и психическое состояние человека.

При освещении производственных помещений используют:

-  естественное освещение, создаваемое светом небосвода;

-  искусственное освещение, осуществляемое электрическими источниками света;

-  совмещенное освещение, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение по своему спектральному составу является наиболее благоприятным для органов зрения, оказывает оздоравливающее биологическое и тонизирующее воздействие на человека.

По конструктивным особенностям естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через окна в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через аэрационное и зенитные фонари, проемы в покрытиях, а также через световые проемы в местах перепадов высот смежных пролетов зданий; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.

5.3. Искусственное освещение

Искусственное освещение применяют в ночное время в любых условиях, а в производственных помещениях без фонарей и сплошных проемов оно является основным.

Одним из методов расчета искусственного освещения являются расчет по световому потоку для определения требуемой мощности (в Вт) лампы Fл  светотехнической установки, обеспечивающей заданную освещенность:

или фактическую освещенность от установленной мощности лампы

где Еmin нормируемая освещенность (выбирается по СНИП) для данного типа искусственного освещения (от ламп накаливания или от люминесцентных ламп)  s – площадь производственного помещения в м2, k - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников; n – количество ламп в данной светотехнической установке одинаковой мощности z – коэффициент неравномерности распределения фактической освещенности в данном производственном помещении. Расчет по методу светового потока производят при условии равномерной освещенности горизонтальной плоскости светильниками рассеянного и отраженного света в помещениях с высокими коэффициентами отражения стен и потолка, хорошей оптической прозрачностью воздушной среды и площадью помещения более 10 м2. Вашем случае площадь помещения составляет 4,2 х 5,8 = 24,36 м2. Характеристика точности работ точные (размер объектов (0,3-10 мм), разряд работы ІІІ, подразряд б (контакт объекта различения с фоном средний, фон светлый. Выбираем экономичные люминесцентные лампы ЛД 40. Для указанных характеристик работ наименьшая освещенность Еmin, составляет при комбинированном освещении 750 люкс. Коэффициент использования светового потока принимаем равным η=0,53, коэффициент запаса 1,15. Коэффициент неравномерности освещенности 0,08. Воспользовавшись этими данными определяем, что для создания нормального освещения по СНИП необходимо установить в помещении 2 светильника мощностью 2 х 40 Вт с люминесцентными лампами типа ЛД 40

5.4. Электробезопасность

Помещение, в котором будет находиться данная установка, относится к помещению без повышенной опасности, так как это сухое беспыльное помещение с нормальной температурой воздуха и изолированном полом.

К работе с системой допускаются лица, прошедшие инструкцию по технической безопасности при работе на данном оборудовании. А так же прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, он должен иметь квалификационную группу не ниже 1 при работе на электроустановках до 1000 В. Перед эксплуатацией составные части системы: блоки, емкости, устройство загрузок и выгрузок приборов должны быть каждый в отдельности подключены к шине защитного заземления медной шиной сечением не менее

 6 мм2.

Наладочные работы, осмотр и ремонт имеют право производить только лица, имеющим третью группу допуска при работе в электроустановках до 1000 В и достигших 18 лет, а также запрещается работа на системе с открытой обшивкой каркаса. Плавкие предохранители должны соответствовать номиналам, указанным на гравировке.

Расчёт защитного заземления

Исходные данные в таблице 5.1

Таблица  5.1  

5.2.1. Расчитываем сопротивление растеканию тока одиночного

вертикального заземлителя по формуле:

5.1

при расчёте значения  ρ  учитываем коэффициент сезонности  ψ=1.3

5.2

5.2.2. Определяем количество вертикальных заземлителей в заземляющем устройстве по формуле:

5.3

Первоначально принимаем    ηв=0.63

Принимаем  количество заземлителей равным  8

Уточняем коэффициент   ηв

5.2.3. Определяем сопротивление растекания тока горизонтальных заземляющих соединительных проводников по формуле:                                                                                                             

5.4.

5.5.

5.2.4.  Находим сопротивление группового заземлителя

              (Rгр ) в Ом , по формуле:

5.6.

5.2.5. Сравниваем сопротивление защитних заземляющих устройств:

Rгр=6.064   <    Rзаз=10

Rгр   <    Rзаз  -условие соблюдено

Заземляющее устройство рассчитано правильно

5.5 Шум

Допустимый уровень шума при среднегеометрических частотах октановых полос (63-8000)Гц  в  лаборатории для проведения экспериментальных работ  (94-70)дБ.

Для уменьшения шума системы вся механическая часть закрыта кожухом, электродвигатель установлен на резиновые прокладки, для уменьшения вибрации и шума.

5.6. Оздоровление воздушной среды

Так как в помещении, где будет установлена система, необходимо поддерживать температуру 20 (±5)0С и влажность 50÷80%, то в холодное время года необходимо повысить температуру при помощи радиаторов, которые подключены к общей отопительной системе завода, что необходимые для поддержания заданной температуры условия.

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха, поэтому необходимо в помещении установить кондиционер или подключить к общей  вентиляционной системе.

Для уменьшения физиологических нагрузок на работающего, применяют нажимные кнопки, поворотные галетные выключатели и тумблера с усилием переключения не более 2 кгс.

Применение различной окраски на рабочем месте по – разному влияет на работающего, поэтому рациональное ее использование поможет снизить утомляемость, повысить тонус, а так же увеличить безопасность за счет предупреждающих цветов в опасных местах. Корпус системы окрашен в зеленый цвет или близкий к нему цвет устройства загрузки - выгрузки в желтый цвет, надписи «Сеть» и сами кнопки сделать красного цвета.

5.7. Пожарная безопасность

На предприятиях электронной промышленности пожары представляют собой большую опасность для рабочих и могут причинить огромный материальный ущерб и привести к травмам работающих, так как тушить пожары на электроустановке необходимо лишь порошковым огнетушителем, потому что жидкостные огнетушители проводят электрический ток, опасный для человека. Тушение производить при отключенном оборудовании.

Вывод: 

Данная  установка содержит ряд опасных и вредных факторов:

1.Электробезопасность, поражение электрическим током в результате пробоя на корпус, в защитных мерах устанавливаем защитное заземление по которому делаем расчет из которого видно что данное заземление соответствует нормам  ПУЭ и обеспечивает безопасность.

2.Возможность взрыва вакуумной колбы в результате воздействия высокого вакуума (напряженность стекла) и высокая температура порядка 3000 градусов, в целях безопасности колба защищена дополнительным колпаком выполненным из оргстекла.

3. Из-за низкой освещенности может страдать зрение через постоянное напряжение поэтому устанавливаем дополнительное освещение описанное в разделе 5.1

4. Шум. Согласно нормам для лабораторий соответствует нормам и дополнительно снижен шум за счёт кожухов и  резиновых амортизаторов.

5. В целях пожарной безопасности в помещении устанавливаются порошковые огнетушители.

Поэтому данная установка является безопасной для эксплуатации и обслуживания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте произведено усовершенствование блоков  установки вакуумного напыления, а именно разработка трехканального устройства управления с разработкой печатной платы и электрической схемы и расчётом силового трансформатора. В результате получена расчётная мощность 4100 Вт с входным напряжением 220В и выходными  40/40/20В.

Также усовершенствование механизма управления поворотной заслонкой путём внедрения ручного управления с использованием деформирующего ввода движения в вакуум показанного на рисунке __13___

Корректировки в разработке оптимизации метода вакуумного напыления позволили более эффективно использовать оборудование и улучшить качество нанесения тонких слоев и плёнок на подложки.

Поскольку результатом усовершенствования не ставилось улучшение экономических показателей, а только придание ему новых функциональных возможностей, провести сравнительный анализ базового и нового варианта электрической схемы не представляется возможным.

В этой связи в настоящем экономическом расчете ограничимся расчетом себестоимости единицы продукции, которая составляет 1071,39 грн., что не значительно по сравнению с улучшением качества и новых возможностей получения тонких металлических, полупроводниковых слоёв и диэлектрических пленок.

Данная  установка содержит ряд опасных и вредных факторов:

1.Электробезопасность, поражение электрическим током в результате пробоя на корпус, в защитных мерах устанавливаем защитное заземление, по которому делаем расчет из которого видно что данное заземление соответствует нормам  ПУЭ и обеспечивает безопасность.

2.Возможность взрыва вакуумной колбы в результате воздействия высокого вакуума (напряженность стекла) и высокая температура порядка 1500 градусов, в целях безопасности кварцевый колпак защищен дополнительным колпаком, выполненным из оргстекла.

3. Из-за низкой освещенности может страдать зрение через постоянное напряжение, поэтому устанавливаем дополнительное освещение описанное в разделе 4.1

4. Шум. Согласно  нормам  для  лабораторий  соответствует  и дополнительно снижен шум за счет кожухов и  резиновых амортизаторов.

5. В целях пожарной безопасности в помещении устанавливаются порошковые огнетушители.

Поэтому данная установка является безопасной для эксплуатации и обслуживания.

                                           СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. И.Е.Ефимов, И.Я.Козырь, Ю.И.Горбунов. Микроэлектроника.М. Высшая   школа. 1986.464с.

2. А.И.Пипко, В.Я.Плисковский, Б.И.Королев, В.И.Кузнецов.  Основы вакуумной техники. М. Энергоиздат. 1981. 432с.

3. Технология тонких плёнок . под ред. Л.Майссела, Р. Гленга. М. Сов.радио.1977.664с.

4. Приборостроение и средства автоматики. Справочник в 5 томах. Т.З. под ред. Ю.В.Шарловского. М.:Машиностроение. 1964.599с.

5. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА/под ред.Э.Т.Романычевой.М.:Радио и связь.1989.-448с

6. С.Т.Усатенко, Т.К.Каченюк, М.В.Терехова. Выполнение электрических схем по ЭСКД.М.:Издательсво стандартов.1989.325с.

7. Медников М.И. Вводы движения в вакуум.М.:Машиностроение.1974.184с.

8. Милливольтметр для измерения и регулирования температуры типа Щ4541. Техническое описание и конструкция по эксплуатации. ДЖУ 2.821.102ТО

9. М.Л.Каминский, В.М.Каминский,  Монтаж приборов и систем автоматизации. ВШ. М, 87г.

10. Д.Л.Кельберт. Охрана труда в электронной промышленности. Учебник для вузов.3-е  издание. М. 1990.

11.Кузнецов И.Е. Методические указания к проведению лабораторных работ по курсу охрана труда для студентов всех специальностей.

12.Семерникова И.А. Методические указания к выполнению раздела «Экономика производства» дипломного проекта для студентов специальностей 090212 всех форм обучения. Херсон 2003г.