Материалы сайта
Это интересно
Багаторезонаторний магнетрон безперервної дії з коаксіальним виводом енергії
1. Техніко-економічне обгрунтування розробки. В дипломному проекті розглядається конструкція багаторезонаторного магнетрону з хвилеводним виводом енергії. Магнетрон застосовується в багатьох галузях промисловості, техніки, а саме: в мікрохвильових печах; в військовій техніці, на телецентрах (для радіолокації); для високотемпературного нагріву. Конструкція даного магнетрона буде застосовуватись в побутових мікрохвильових печах вітчизняного і зарубіжного виробництва. В теперішній час існує багато конструкцій магнетронів такого типу, але в них є ряд недоліків: велика напруга споживання (6 кВ); малий коефіцієнт корисної дії (45 %); водяне охолодження; спосіб перестройки частоти - велика маса (5 кг); велика ринкова ціна (80 $), тому це викликає нові потреби до конструкторських рішень. Внаслідок використання способу перестройки частоти – симетричної індуктивної коронки поліпшуються конструктивні параметри, коефіцієнт корисної дії. Вплив на високочастотне магнітне поле в самих резонаторах проводиться за допомогою індуктивної коронки. Стержні, розміщені на спеціальній коронці, переміщуючись по лініях, паралельних осі магнетрона, можуть входити в резонатори, змінюючи об’єм, і звідси індуктивність.Для зменшення напруги споживання пропонується хвилеводний вивід енергії з односекційний чвертьхвилевим трансформатором. Вивід енергії магнетрона забезпечує потрібну трансформацію навантаження на всьому діапазоні частот. Односекційний чвертьхвильовий трансформатор дозволяє зменшити габарити і масу вихідного пристрою, а також максимально зменшити вплив елементів приладу, які знаходяться в кінцевих площинах резонаторної системи, на характер його роботи в робочому діапазоні хвиль. Суттєвим є те, що зменшення габаритів таких трансформаторів не веде до зменшення широкосмуговості. Оскільки в магнетрона є механізм настройки, то тільки при цій умові може бути забезпечена приблизна постійність вихідної потужності і напруги споживання. При потужності 1 кВт і при довжині хвилі 3 см між стандартним прямокутним хвилеводом і анодним блоком вмикається чвертьхвильовий трансформатор, який зменшує опір навантаження в 100-200 разів. В сучасних НВЧ-печах використовуються такі типи магнетронів з хвилеводним виводом енергії М-141, М-105-1, L3036F, RK6344. В якості аналога для порівняння з характеристиками магнетрона вибираємо магнетрон М- 105-1. Основні техніко-економічні показники проектованого приладу і аналогу приведені в табл. 1. [4] Таблиця 1. Основні техніко-економічні показники аналогу та приладу, що проектується |№ |Показники |Одиниця |Аналог|Прилад, що|Відношення | | | |виміру | |проектуєть|параметрів | | | | | |ся |нового приладу | | | | | | |до параметрів | | | | | | |аналога | |1 |Напруга аноду |кВ |4.5 |4.0 |1.1 | |2 |Споживана |Вт |1000 |800 |1,25 | | |потужність | | | | | |3. |Частота генеруючих |МГц |2000 |2500 |0.8 | | |коливань | | | | | |4. |Коефіцієнт корисної |% |55 |70 |1.4 | | |дії | | | | | |5. |Маса |кг |1,6 |1.0 |1.6 | |6. |Струм аноду |мА |350 |250 |1.4 | |7. |Мінімальна наробка |год. |1000 |2000 |2 | |8. |Температура анодного| | | | | | |блоку, (С |(С |+150 |+120 |1.25 | Покращення техніко-економічних показників досягається завдяки впровадження найбільш перспективного способу побудови магнетронів. Проведення розрахунків, що підтверджують економічну доцільність розробки відбувається шляхом співставлення капітальних вкладень та експлуатаційних витрат для аналога та для нового технічного рішення. Величина капітальних вкладень визначається за формулою: [pic] [грн.], В — коефіцієнт, який ураховує витрати на розробку, придбання, транспортування, монтаж, налагодження тощо нової розробки; В [pic]1,1 [pic] 1,8., де: А — коефіцієнт, який ураховує прогнозований прибуток, податки, які повинен виплачувати виробник тощо; А [pic]1,5 [pic] 2, S — собівартість нової розробки, грн. Собівартість виробу можна оцінити методом зведення до базового вузла. Цей метод можна використати тому, що відома собівартість анодного блоку, який є ведучим вузлом у виробу-аналога. Собівартість анодного блоку взята у відділі збуту фірми “Фаворит”, м. Київ, вул. Ново-Констанинівська, 18 і рівна 15 грн. Розрахунок собівартості проводимо по формулі: [pic] [грн.], (1.2) де: Sв - собівартість ведучого вузла нового виробу, грн.; Кн - коефіцієнт, який ураховує конструктивні та технологічні особливості нової розробки, Кн = 1[pic]1,2. П - питома вага ведучого вузла в собівартості аналога, % . Тоді собівартість виробу буде рівна: [pic] [грн.] Одним з важливих критеріїв для виходу на сучасний ринок є точне встановлення ціни: Ц = 1.5 * S, де S – повна собівартість виробу. Ц = 1.5 * 82.5 = 123.75 грн., З точки зору необхідності в даному пристрої за рік в Україні різними підприємствами та фірмами використовується приблизно 100000 магнетронів для мікрохвильових печей. Середній термін заміни магнетрона складає 2-3 роки. Звідси очікується, що щорічно потенційними покупцями може бути куплено 100000/2..3 = 50000…33000 шт. Цю величину можна прийняти як оптимістичний прогноз ємності ринку. Для визначення песимістичного прогнозу необхідно врахувати, що не всі підприємства мають необхідність в придбанні нових перетворювачів температури, з чого випливає, що кількість магнетронів, які будуть придбані, складає 70 % від загальної кількості. Тоді песимістичний обсяг ринку становить: (50000 … 33000)*0.7 = 35000… 23100 шт. Реалістичний прогноз може бути визначений як середнє арифметичне оптимістичного та песимістичного прогнозів: [pic] Приймемо програму випуску рівною 10000 штук. Фірмами конкурентами по виготоленню багаторезонаторного магнетрона є: фірма “Фаворит”, м. Київ, вул. Ново-Констанинівська, 18 і фірма США “Raytheon”. Щоб підвищити попит на виріб, необхідно знизити його ціну і підсилити рекламу, ввести нові види послуг: висилання виробів безпосередньо покупцю, постійним покупцям робиться знижка 10%. Капітальні вкладення становитимуть: К = 1.5*2*82.5= 247.5 грн. Величина експлуатаційних витрат в розрахунку за 1 рік може бути спрогнозована за формулою: [pic] [[pic]], де: Ц — ціна реалізації нової розробки, якщо вона визначена раніше, грн./шт., k — коефіцієнт, який ураховує витрати на амортизацію, електроенергію, обслуговування, ремонти тощо. Рекомендується приймати значення k =(0,2[pic]0,4). А — коефіцієнт, який ураховує прогнозований прибуток, податки, які повинен виплачувати виробник тощо; А [pic]1,5 [pic] 2, S — собівартість нової розробки, грн., яка оцінюється приблизним способом. ( — доля часу, який витрачає працівник на обслуговування вибору в загальному часі своєї роботи. Е = 0.4*2*0.8*82.5 = 52.8 грн./рік. Впровадження в виробництво проектованого магнетрону принесе прибуток, який розрахуємо за формулою: П = (Ц – S – Ц*0.2)*N, де Ц – ціна виробу, грн.; S – собівартість приладу, грн.; N – кількість випущених приладів, шт. П = (123.75 – 82.5 - 0.2*123.75)*10000 = 166 000 грн./рік Приведемо механізм співставлень питомих капітальних вкладень (К) і експлуатаційних витрат (К). Назвемо капітальні вкладення і експлуатаційні витрати даної розробки варіантом 2. Вони дорівнюють: К2 = 280 грн.; Е2 = 55.8 грн. Капітальні вкладення та експлуатаційні витрати аналога, що назвемо варіантом 1, рівні: К1 = 247.5 грн.; Е1 = 52.8 грн. Основний технічний показник – потужність споживання: Q1 = 1кВт; Q2 = 0.8 кВт. Доведемо економічну доцільність нового технічного рішення: Питомі капітальні вкладення: [pic] Питомі експлуатаційні витрати: [pic][pic] [pic] Проведемо співставлення. Так як [pic] то абсолютна економія досягається як на питомих капітальних вкладеннях, так і на питомих експлуатаційних витратах. Термін окупності капітальних вкладень: [pic]. Тобто можна зробити висновок, що новий варіант (2) є високо ефективним, так як забезпечує економію як на питомих капітальних вкладеннях, так і на питомих експлуатаційних витратах. [27]. Термін окупності становить 2.7 років. ----------------------- [pic] [pic]