Таблица расчета автоматов: Страница не найдена

Содержание

Таблица для расчета мощности автомата при электромонтажных работах

Электромонтажные работы проводимые нами всегда качественные и доступные.
Мы сможем помочь в расчете мощности автоматов (автоматических выключателей) и в их монтаже.
Как выбрать автомат?

Что нужно учитывать?

  • первое, при выборе автомата его мощность,

определяется суммарная мощность подключаемых на постоянной основе к защищаемой автоматом проводке/сети нагрузок. Полученная суммарная мощность увеличивается на коэффициент потребления, определяющий возможное временное превышение потребляемой мощности за счет подключения других, первоначально неучтенных электроприборов.

  • второе тип подключения

Пример того как можно просчитать нагрузку в кухни

  • электрочайник (1,5кВт),
  • микроволновки (1кВт),
  • холодильника (500 Ватт),
  • вытяжки (100 ватт).

Суммарная потребляемая мощность составит 3,1 кВт. Для защиты такой цепи можно применить автомат 16А с номинальной мощностью 3,5кВт. Теперь представим, что на кухню поставили кофе машину (1,5 кВт) и подключили к этой же электропроводке.
Суммарная мощность снимаемая с проводки при подключении всех указанных электроприборов в этом случае составит 4,6кВт, что больше мощности 16 Амперного авто выключателя, который, при включении всех приборов просто отключится по превышению мощности и оставит все приборы без электропитания, Включая холодильник.

Выбор автоматов по мощности и подключению

Лучше обратится к специалистам чем допустить ошибку

На все виды услуг мы предоставляем гарантию.

Возможно будет полезным: монтаж розеток и выключателей, монтаж люстр, Полноценный ремонт электросетей

Вызов электрика в городе Черкассы, все виды электромонтажа.

тел. (067)473-66-78

тел. (093)251-57-61

тел. (0472)50-19-75

Станьте нашим клиентом и вы убедитесь в качестве наших услуг.

Расчет и выбор автомата по мощности и току

Автор Alexey На чтение 4 мин. Просмотров 1.7k. Опубликовано Обновлено

23.02.2021

При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять подбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.

Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.

Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил подбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного подбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала для выбора автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

I=P/U,

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Таблица подбора автомата по мощности

Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода

Подбор защитных автоматов для электрических установок

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.

Видео расчета номинального тока

расчет нагрузки и максимально сечение

На чтение 6 мин Просмотров 279 Опубликовано Обновлено

Понятие «нагрузка» в электрических сетях неразрывно связано с необходимостью их защиты от перегрузок по току и короткого замыкания. Для решения проблем, связанных с эксплуатацией силовых линий, схемами включения предусматриваются специальные защитные устройства. Одним из таких приборов является автоматический выключатель, номинал которого выбирается в зависимости от режима работы нагрузки и параметров самой питающей линии. Чтобы подобрать автомат по сечению кабеля, потребуется ознакомиться с функциями, которые он выполняет в сети.

Функции автоматического выключателя

Автоматический выключатель — устройство, размыкающее электрическую цепь в случае перегрузки или короткого замыкания

Согласно ПУЭ, основная функция автоматических отключающих устройств – защита электросети от КЗ и перегрузок. Этот прибор отключает потребителя от линии при превышении током заданной для него номинальной величины (уставки). Вместе с тем он не должен срабатывать при допустимой для него токовой нагрузке (при одновременном включении утюга и варочной панели, например).

Функция линейного предохранителя проявляется также в защите кабеля питания от термического разрушения из-за возгорания его оболочки и последующего за этим пожара. Такие ситуации вполне возможны, поскольку в условиях КЗ токи в линии достигают тысяч ампер. Ни одна из известных марок кабельной продукции при указанных нагрузках не сможет выдержать и нескольких минут. Не говоря уже об обычных изделиях с сечением жил 2,5 кв. мм, традиционно используемых для обустройства электропроводки в частных домах и городских квартирах.

Грамотный расчет защитного автоматического выключателя имеет большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации местной электрической сети. Правильный подход к выбору номиналов автоматов по сечению кабеля играет в этом деле первостепенную роль.

Факторы, влияющие на выбор необходимого номинала

Расчет рабочих параметров провода и автомата допустим лишь при условии учета всех нюансов, касающихся особенностей эксплуатации электросети. Такой подход поможет избежать возможных ошибок при выборе защитного устройства.

Определение общей мощности потребления

Один из основных параметров электрической сети – максимальная мощность потребления всех подключенных к ней активных и реактивных нагрузок. При расчете этого показателя просто суммировать величины, указанные в паспорте устройства, не допускается. Это объясняется разным характером их действия в линии. Любой прибор, подключенный к розетке или непосредственно к кабелю питания подстанции, характеризуется потребляемой им мощностью, оцениваемой в киловаттах (кВт). Эта величина определяет ту энергию, которая преобразуется в данном устройстве в проделанную им или в нем работу и за которую пользователь расплачивается по счетчику.

Известна категория нагрузок, в состав которых входят емкостные и индуктивные элементы. Они называются реактивными и в формировании общей потребляемой мощности участия не принимают – при работе просто перекачивают энергию от сети и обратно. Однако с точки зрения выбора автомата по сечению кабеля эта составляющая тока обязательно учитывается.

Иногда полная или номинальная мощность, учитывающая активную и реактивную составляющую, также указывается в паспорте. Протекающий в нагрузочной цепи ток рассчитывается в этом случае, исходя из ее значения (оно делится на действующее напряжение 220 или 380 Вольт).

Повышенные стартовые токи

В отдельных видах домашней техники (в стиральных машинах, бытовых компрессорах), имеются встроенные электродвигатели, отличающиеся повышенными пусковыми токами. Их величина в течение очень короткого времени (не более 3-х секунд) может многократно превышать рабочие значения, наблюдаемые в установившемся режиме. Образующийся при этом кратковременный всплеск тока, как правило, не вызывает срабатывания теплового расцепителя автомата.

Однако его электромагнитная часть, ответственная за сверхтоки короткого замыкания, в реальных условиях нередко срабатывает и отключает прибор. Очень часто это происходит в выделенных линиях трехфазного питания с подключенным к ним станочным оборудованием (в частных домах). В этом случае следует определиться с величиной пускового импульса и предусмотреть использование автомата класса «D».

Учет коэффициента спроса

Формулы расчетов

Для цепей с подключенными к ним равноценными по энергоемкости нагрузками вводится понятие «коэффициента спроса», обозначаемого как «ks». Смысл его применения состоит в том, что все приборы одновременно никогда не включаются в сеть и простое суммирование их мощностей даст завышенный показатель. Применяемый с этой целью коэффициент принимает значение равное единице или чуть меньше.

С его учетом расчетная мощность (Pr) для всех обслуживаемых приборов находится по формуле:

Pr= ks х S, где S – ее суммарное значение до введения поправки.

Использовать этот коэффициент имеет смысл в офисных и торговых помещениях с большим объемом оргтехники и другой аппаратуры.

Для современных однокомнатных квартир с ограниченным числом потребителей он обычно не принимается во внимание. Когда суммарная мощность всех потребителей определена, можно переходить к процедуре выбора автомата по максимальной токовой нагрузке. Его рабочее или номинальное значение определяется по закону Ома:

I=S/220 Вольт – для одной фазы.

I=S/(1,73х380) – для трехфазной сети.

Коэффициент 1,73 учитывает индуктивный характер нагрузки.

Расчет параметров автомата

Номиналы автоматов по мощности

Для любой электросети, подключенной к местному распределительному шкафу, должно выполняться следующее неравенство:

In <= Ip/ 1,45

Здесь In соответствует номинальному току автомата, а Ip – предельно допустимое его значение для самой проводки. Соблюдение требований этого неравенства – главное условие правильности выбора пары «автомат – кабель», исключающее перегрев и аварийное возгорание электропроводки.

Рассчитать номинальный ток можно или по известной суммарной нагрузке, или же по сечению жил имеющейся проводки.

Если эскиз разводки в квартире уже прорисован, а до прокладки дело еще не дошло, порядок действий выглядит так:

  1. Вычисляется суммарный ток всех подключаемых к электросети приборов (согласно схеме).
  2. Подбирается автомат с номиналом подходящего значения.
  3. Согласно таблице соответствия сечений и токов выбирается кабель нужной марки и типа.

Когда электропроводка уже проложена, необходимые операции существенно упростятся. По известному сечению уложенного определенным образом кабеля по таблицам соответствия определяется предельный ток. После этого согласно приведенной ранее формуле вычисляется значение номинала автомата.

Выбор между несколькими вариантами

Возможны ситуации, когда при выборе автомата с нужным номиналом возникает альтернатива подбора двух близких значений. Так при суммарной мощности потребления в 4 кВт (18 Ампер) подойдет проводка с сечением медных жил 4 мм2. В этом случае допускается ставить прибор на 20 либо на 25 Ампер.

При использовании нескольких ступеней защиты выбирать автоматы следует так, чтобы значение номинала верхнего уровня превышало тот же показатель для приборов более низкого статуса. С другой стороны выбор номинала меньшей величины выгоден тем, что в этом случае тепловой расцепитель быстрее сработает при превышении током допустимого значения.

Провести расчеты автомата по сечению кабеля можно в режиме онлайн. Для этого существует много источников, представленных на страницах Интернета.

Выбор автоматического выключателя: определяем нужную мощность

Домовой автоматический выключатель – важная предохранительная часть электросети. Она помогает продлить срок службы проводки, а также повышает уровень безопасности. Чтобы знать, какие автоматы ставить в частном доме, необходимо учесть сразу несколько параметров.

Для чего нужен автомат

Автоматические выключатели для квартиры, таунхауса, небольшого промышленного объекта обладают общим принципом работы.

Они оснащены двухступенчатой системой защиты:

  1. Тепловая. Тепловой расцепитель выполнен из биметаллической пластины. При длительном действии со стороны тока высокой мощности повышается гибкость пластины, из-за чего она задевает выключатель.
  2. Электромагнитная. Роль электромагнитного расцепителя играет соленоид. При регистрации повышенной мощности тока, на которую не рассчитан автомат и кабель, также срабатывает выключатель. Это уже защита от короткого замыкания.

АВ (общепринятое сокращение) защищает электросеть от нагревания изоляции и пожара. Именно по причине такой схемы работы важно знать, на сколько ампер ставить автомат в квартиру: если неправильно подобрать устройство, оно не сможет блокировать несоответствующий по мощности ток, и произойдет возгорание. Выбранный по всем рекомендациям АВ будет защищать от пожаров, ударов током, нагревания и сгорания микросхем домашних приборов.

Выбираем автомат по мощности нагрузки

Подбор автоматических выключателей, прежде всего, происходит на основании мощности, которую должна выдерживать домашняя электросеть.

Чем важен выбор автомата по мощности нагрузки:

  1. При несоответствии этого показателя данным АВ постепенно нагревается проводка.
  2. Постоянный нагрев приводит к тому, что изоляционный слой плавится. Это создает сразу две проблемы: токсичное задымление и риск возгорания.
  3. На фоне плавления изоляции появляется короткое замыкание. АВ наконец срабатывает (чего не произошло раньше, поскольку устройство подобрано неправильно), однако в квартире уже мог распространиться огонь, а тем более дым.

Чтобы предотвратить эти негативные последствия, важно учесть несколько нижеприведенных правил. Расчет автоматического выключателя может быть осуществлен при помощи точной формулы или приблизительно.

Первый вариант максимально доступный. Необходимо учесть общую мощность сети, то есть совокупность мощностей одновременно включенных электроприборов. Учитываются даже небольшие осветительные лампы, подогрев пола, если таковой имеется, бытовая кухонная техника и развлекательные электрические устройства. Полученная цифра должна быть выражена в кВт.

Пример, как проводить расчет мощности:

  • стиральная машина – 700 Вт;
  • электроплита – 2,5 кВт;
  • СВЧ – 1,8 кВт;
  • 5 лампочек – 600 Вт;
  • холодильник – 400 Вт;
  • телевизор – 200 Вт;
  • ПК – 550 Вт;
  • пылесос – 1 кВт.

Общая мощность подключенных на розетки или непосредственно проводку приборов составляет 7,75 кВт. Чтобы, учитывая эти данные, подобрать автомат, чей показатель выражается в амперах, достаточно умножить полученную сумму на пять. Именно такая разница в среднем присутствует в однофазной сети между значением тока АВ и мощностью устройств. Полученное число – 38,75 А. Показатель автоматического выключателя должен быть по крайней мере равным вычисленной сумме или выше ее.

Ближайшая по мощности распространенная модель – 40А. Такой АВ и следует монтировать в жилье с перечисленным количеством электроприборов. Он выдержит 7,75 кВт и даже немного превосходящую этот параметр нагрузку. Если в здании проведена трехфазная сеть, алгоритм вычисления не меняется, только умножать кВт нужно на 2. Пример: 7,75*2=15,5 А.

Однако вышеуказанная формула недостаточно точная.  Лучше выбор номинала осуществлять по закону Ома: I=P/U, где I – номинал тока АВ, P – мощность электроприемников, U – напряжение сети. При той же нагрузке вычисление по формуле даст иной результат, чем приблизительный расчет: 7750/220=35,2 А. Видно, что погрешность первого метода вычисления составляет около 3,5 А. Но выбор автомата от этого не меняется: все равно поставить на ввод в доме для однофазной сети нужно 40А.

Узнавать показания для электродвигателя лучше не навскидку, используя общедоступные таблицы, а по паспорту устройства. Если он утерян, рекомендуется связаться с производителем для выяснения характеристик.

Выбираем автомат по сечению кабеля

Если учитывать только мощность электросети, не принимая во внимание сечение кабеля, в квартире произойдет возгорание. По правилам пожарной безопасности, сечение должно соответствовать нагрузке сети. Что происходит, если это требование не соблюдено, видно по советским квартирам с устаревшей проводкой: в лучшем случае – постоянное срабатывание АВ, в худшем – возгорание проводки и всей квартиры вместе с ней.

Кабели с разными сечениями выдерживают различные нагрузки. Чем больше диаметр, тем значительнее может быть длительно допустимый ток. Последняя величина измеряется в А. Чтобы подобрать кабель с оптимальным диаметром жилы, достаточно провести расчет по одной из вышеуказанных формул и узнать величину номинала тока.

То, сколько ампер длительное время выдерживает кабель, зависит не только от диаметра, но и от материала изготовления жилы. Можно приобрести изделия с алюминиевой основной или из меди.

Таблица поможет лучше ознакомиться с разрешенными показателями для отдельных кабелей и упростит выбор автомата по сечению кабеля:

Сечение, мм Максимальный показатель для алюминиевых жил Для медных жил
1,5 19 Не изготавливаются
4 35 27
6 42 32
10 55 42
25 95 75
50 145 110

Как видно, лучше использовать алюминиевую проводку – при равных показателях сечения она оказывается более надежной. Это заметно по домам постройки 2003–2018 годов, при возведении которых было запрещено использовать медные кабели.

Чтобы АВ работал нормально, показатель предельно допустимого тока проводки должен совпадать с его номинальным током, а также с нагрузкой на электросеть. Для нагрузки в 7,75 кВт и АВ с показателем 40А устанавливается алюминиевая проводка 6 мм или медная 10 мм. При подборе диаметра проводника достаточно смотреть на показатель автоматического выключателя и сверяться по таблице.

Выбираем автомат по току короткого замыкания (КЗ)

Вычислять оптимальный тип автомата КЗ довольно сложно. Нужно учитывать показатели электростанции, длину проводки и ее сечение. Однако прибегать к сложным вычислениям и помощи калькулятора не нужно. Для удобства пользователей автоматы разделены на три группы по время-токовым характеристикам (времени, за которое происходит отключение при угрозе кз, и показателе, в случае регистрации которого срабатывает отключение).

Какие бывают автоматы:

  1. B. Срабатывает за 5–20 секунд. Выключается, если произошло превышение в 5 раз. Подходят только для домов, где не задействована современная электротехника, а используются только осветительные приборы.
  2. C. Токовая нагрузка может превышать номинальную в 10 раз, время срабатывания – 1–10 секунд. Нужны при монтаже электропроводки в жилом доме только АВ типа C.
  3. D. Ток срабатывания может быть больше номинального в 14 раз, отключение происходит не более чем за 10 с. Такие АВ предназначены для промышленного использования.

Выбираем автомат по длительно допустимому току (ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя по току не отличается от подбора диаметру жилы. Суть в том, чтобы ДДТ не превышал возможности установленного кабеля. Достаточно учесть показатели таблицы, приведенной выше. Главное, чтобы показатель ДДТ автомата не превышал этот же показатель жилы. ДДТ проводника может равняться 42 А при модели АВ 40А, но обратная ситуация не допустима.

Пример выбора автоматического выключателя

В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).

  • чайник – 1,2;
  • духовка – 1,2;
  • обогреватель – 1,4.

Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:

  1. Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
  2. Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
  3. Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.

Расчет автомата лучше проводить при помощи профессионала.

Таблица выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В

В таблице представлено, как выбрать автоматический выключатель под сеть 220 в зависимости от кабеля и совокупной мощности приборов:

Номинальный ток автоматического выключателя, А. Мощность, кВт. Сечение (ал. жилы), мм
16 До 2,8 1,5
25 2,8–4,5 2,5
32 4,5–5,8 4
40 5,8–7,3 6
50 7,3–9,1 10
63 9,1–11,4 16
80 11,4–14,6 25
100 14,6–18 35
125 18–22,5 50
160 22,5–28,5 70

Таблица выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 в

Расчет автомата по мощности 380:

Номинальный ток АВ Мощность, кВт. Сечение, мм
16 0–7,9 1,5
25 8,3–12,7 2,5
32 13,1–16,3 4
40 16,7–20,3 6
50 20,7–25,5 10
63 25,9–32,3 16
80 32,7–40,3 25
100 40,7–50,3 35
125 50,7–64,7 50

ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году

Подбирая АВ, необходимо учитывать рейтинг производителей подобных устройств.

Самые лучшие автоматы (точнее, их производители) на сегодняшний день:

  • Schneider Electric. Французская фирма. Автоматы ее производства давно испытаны в российских условиях, служат долго и отличаются надежностью.
  • General Electric. Недостаток – высокая цена, зато надежность и качество исполнения также на высоте. Американский производитель выпускает отличные АВ для трехфазных сетей.
  • Siemens. Низкая цена, но качество хуже, чем у двух лидеров, представленных выше. Тяжело найти приборы в продаже. Изначально бренд был немецким, затем его приобрели американцы. Надежность АВ и средняя стоимость делают компанию такой популярной.
  • Контактор. Лучший бренд из российских, однако цены кусаются. Лучше приобрести автоматы европейского производства, хотя Контактор – хорошее решение для слабонагруженных сетей.

Лучший автомат – не только тот, который получил положительные отзывы, но и обязательно способный выдержать мощность электроприборов.

Как обезопасить электросеть от пожара

Чтобы избежать возгораний и выхода из строя электротехнике, лучше доверять проект подключения электросетей профессионалам. Они учтут такие важные аспекты, как номинальный ток, максимальная мощность одновременно включенных приборов, сечение кабеля, схема подключения в щитке и т.д. Рекомендуется заказывать такой проект не только при строительстве частного дома, но и при ремонте квартир советской постройки.

Как подобрать автомат по мощности таблица

Предназначение автоматического выключателя (далее АВ) – это защита электропроводки, электрооборудования от короткого замыкания (далее КЗ) и перегруза. Если не использовать такие выключатели в сети, то со временем может произойти авария, то есть замыкание электропроводки, электроприборов или электроинструментов. Если не замыкание, то перегрузка в работе электрооборудования.

В первом и втором случаи, произойдет нагрев провода или кабеля, а значит изоляция расплавится. Провода замкнутся, произойдет КЗ, а значит огонь, искры и в итоге пожар.

Чтобы этого не произошло и применяют АВ, как защиту от возможных не приятных последствий.

Как же АВ защищает электропроводку и электрические приборы, инструменты? Если, попросту говоря, внутри этого выключателя есть специальное устройство, которое обеспечивает моментальное отключение подачи напряжения если есть проблема КЗ или перегруза.

Классификация автоматических выключателей

  • однополюсные, к нему подключается только одна фаза, применяется там, где потребитель электроэнергии на 220 В;
  • двухполюсные, к нему подключаются две разноименные фазы или фаза и нуль. Как только на одной из фаз возникает какая-нибудь проблема (превышение значения по току), отключаются сразу два автомата. В быту такие автоматы не используются;
  • трехполюсные, применяются там, где есть трехфазная система электропередачи. Например, при вводе в коттедж, многоквартирных домах;
  • четырехполюсные, применяются в распределительных устройствах (РУ), для разрыва 3-х фаз и нуля, в быту не применяются.

Выбор автоматического выключателя по току

По номинальному току АВ

Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматических выключателей по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.

При покупке АВ нужно выбирать такой номинал, чтобы он срабатывал до того момента, когда ток не превышал бы возможности электропроводки.

Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.

Номинальный ток автоматического выключателя, АНагрузка электрической цепи, 220 В
10Освещение, сигнализация
16Розетки общего назначения
25Кондиционеры, водонагреватели
32Электрические плиты, духовые шкафы
40; 50Общий ввод

Выбор АВ по току короткого замыкания

Вы можете приобрести АВ с номиналом короткого замыкания: 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 Ампер. Выбор АВ с нужным номиналом зависит от длины кабельной или воздушной линии от ТП (Трансформаторной подстанции) до вашего дома, квартиры или коттеджа.

Если ТП располагается рядом, то токи КЗ очень велики, поэтому нужно приобретать автомат с отсечкой 10 000 А. В частном секторе домовладений большая протяженность воздушных линий электропередач, поэтому нужно использовать автоматический выключатель с током КЗ – 4 500 А. В других случаях усредненную величину – 6 000 А.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель – это такая деталь внутри АВ, которая при коротком замыкании (КЗ) размыкает электрическую цепь. Расцепители делятся на категории. Мы рассмотрим те категории, которые используются чаще всего:

В – происходит размыкание цепи, когда номинальный ток превышается в 3 – 5 раз;

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Выбор автоматического выключателя по мощности: таблица

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора автоматического включателя

Для начала нужно подсчитать сумму всех мощностей для которой нужно подобрать АВ. К автоматическому выключателю в квартирном щитке подключен провод, который идет на кухню, где через розетки подключаются чайник мощностью 2,2 кВт, микроволновая печь – 700 Вт, хлебопечь – 720 Вт. Суммарная мощность потребителей электроэнергии 3 620 Вт = 3,62 кВт. Расчет тока будем производить по формуле:

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Чтобы определить более точную нагрузку, нужно заглянуть в паспорт или взять данные с шильдика, который есть на всех электроприборах.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Тип подключенияОднофазное 220 В,Трехфазное (треугольник), 380 ВТрехфазное (звезда), 220 В
Номинал автомата, А
1200 Вт1 100 Вт700 Вт
2400 Вт2 300 Вт1 300 Вт
3700 Вт3 400 Вт2 000 Вт
61 300 Вт6 800 Вт4 000Вт
102 200 Вт11 400 Вт6 600 Вт
163 500 Вт18 200 Вт10 600 Вт
204 400 Вт22 800 Вт13 200 Вт
255 500 Вт28 500 Вт16 500 Вт
327 000 Вт36 500 Вт21 100 Вт
408 800 Вт45 600 Вт26 400 Вт
5011 000 Вт57 000 Вт33 000 Вт
6313 900 Вт71 800 Вт41 600 Вт

Выбор автомата по сечению кабеля — таблица

Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью определенного сечения так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в сечении определенного провода или кабеля, то это дело можно вычислить с помощью формулы .

Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).

Ток автомата, АСечение провода, мм²Мощность, кВт
МедьАлюминий220 В380 В (cos φ = 0,8)
512,51,12,6
612,51,33,2
101,52,52,25,3
161,52,53,58,4
202,544,410,5
25465,513,2
32610716,8
4010168,821,1
5010161126,3
63162513,933,2

Главное в подборе АВ и сечение провода (кабеля), чтобы ток автоматического включателя был меньше, чем допустимый ток проводника.

Не забудьте, что прежде чем выбирать провод (кабель), нужно знать суммарную мощность потребителя электроэнергии и только в последнюю очередь АВ.

Заключение

Как правильно выбирать АВ вы узнали из этой статьи. Перед покупкой автоматических включателей вы уже должны знать, какие производители изготавливают качественный товар. Выбирайте только проверенные фирмы.

Если у вас часто срабатывает автоматический выключатель на 16-20 А и обесточивает квартиру, не верьте тем, кто говорит, что нужно просто поставить автомат номиналом побольше. Новый автомат реагировать на перегрузки перестанет, но начнут гореть розетки.

Зачем менять автомат?

Любой электрик скажет: «При наличии отсутствия острой необходимости лучше в электропроводку дома своими руками не лезть». Последствия могут быть печальными. Когда же возникает такая необходимость?

Для того чтобы поменять розетку, нужно знать физику за 8-9 классы. С прочей электрической начинкой все немного сложнее. Если в квартире регулярно срабатывает автомат (автоматический выключатель в щитке) и пропадает свет, пора его менять.

Вероятно, автоматический выключатель выработал свой ресурс, даже несмотря на то, что срок, указанный в паспорте, еще не истек. Изношенный аппарат на 16 А может срабатывать при слабой нагрузке на сеть (10 А), а может не срабатывать при экстремальных значениях (произойдет спаивание контактов, дальше – пожар).

Напомним на всякий случай некоторые сведения из школьной программы:

  • Мощность = Напряжение х Ток.
  • Ток = Мощность Напряжение.

Напряжение в розетке – 220 В. На кофеварке указано 1200 Вт, значит, потребляемый ток будет 1200220=5,45 (А).

Если вам удалось сложить мощность всех домашних электроприборов и рассчитать общую силу тока, можете считать себя электриком второго уровня.

Как работает автомат и от чего он защищает

Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно. Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке.

Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:

  • Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
  • Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
  • Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.

В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.

Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.

Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.

Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО). Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.

Как выбрать автомат для электропроводки

Для того чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, нужно прикинуть максимально допустимую токовую нагрузку сети (суммировать все приборы). Номинал автомата (цифра после буквы) не должен превышать этого значения.

Для обычной квартиры, где нет «серьезных» потребителей питания типа кондиционера, водонагревателя, подойдет автомат класса B. Такая сеть считается слабонагруженной. Ставить высоконагруженный автомат (класса D) для сети, которая питает лампочки опасно. Он не будет воспринимать скачки напряжения в ней как вредные и может пропустить даже короткое замыкание.

Слабонагруженный прибор в сети с большой нагрузкой в штатном режиме наоборот, будет срабатывать не по делу и часто.

Да, чуть не пропустили: автоматы различаются по количеству фаз (полюсов). Число полюсов автомата указывает, с каким из типов сетей он может работать.В квартиру можно также поставить один входной выключатель класса C и по одному однофазному для обеспечения отдельных участков (кухня, комната, отдельно на кондиционер, если предусмотрен). Если нет желания все усложнять, в двухкомнатной квартире можно вполне обойтись одним автоматическим выключателем B с номиналом 16.

Мы почти разобрались, как выбрать автоматический выключатель по току и мощности. Но, если учесть только нагрузку потребителей, можно нарваться на неприятности. Выбор автомата напрямую зависит от типа проводки, кабеля. На слабой проводке мощный автомат при перегрузках не справится со своими задачами. То есть всегда нужно принимать во внимание сечение провода и его пропускную способность.

В домах до 2001-2003 годов с большой долей вероятности будет алюминиевая проводка в однослойной изоляции. Скорее всего, она свое уже отслужила (номинально она может выдержать 20 лет при идеальных условиях, без перегрузок). Ставить на нее новый автомат, учитывая лишь суммарную мощность потребителей, категорически не рекомендуется. Автомат часто срабатывать перестанет, а проблема перегрева останется.

Варианта, по сути, два:

  • Менять проводку на медную.
  • К мощным потребителям (стиральная машина, бойлер, кондиционер) провести отдельную линию от щитка и поставить на нее отдельный автомат.

Медный провод пропускает больший ток, чем алюминиевый. Но и здесь важно, кроме материала, учитывать его сечение. Оно дает понять, сколько ампер можно пропустить через кабель, не опасаясь повреждения и перегрева.

  • Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами до 16-24 А.
  • Медный провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами 21-30 А.

Это означает, что при нагрузке в 23 А, автомат с номиналом 16 А обесточит проводку через минуту. Вполне достаточно, чтобы медный провод не перегрелся. Если поставить автомат 25 А, до отключения кабель будет пропускать ток за пределами своей нормальной нагрузки, он перегреется, изоляция быстрее износится, розетка со временем перегорит. Для алюминиевой проводки, соответственно, эти значения ниже.

Для простоты понимания предлагаем таблицу выбора автоматического выключателя, исходя из сечения кабеля.

Последний совет: на своей безопасности не следует экономить. Лучше брать автоматы в специализированных магазинах, выбирать производителей с проверенной репутацией. Менеджеры на месте ответят на вопросы, которые мы могли упустить в этой статье.

Домовой автоматический выключатель – важная предохранительная часть электросети. Она помогает продлить срок службы проводки, а также повышает уровень безопасности. Чтобы знать, какие автоматы ставить в частном доме, необходимо учесть сразу несколько параметров.

Для чего нужен автомат

Автоматические выключатели для квартиры, таунхауса, небольшого промышленного объекта обладают общим принципом работы.

Они оснащены двухступенчатой системой защиты:

  1. Тепловая. Тепловой расцепитель выполнен из биметаллической пластины. При длительном действии со стороны тока высокой мощности повышается гибкость пластины, из-за чего она задевает выключатель.
  2. Электромагнитная. Роль электромагнитного расцепителя играет соленоид. При регистрации повышенной мощности тока, на которую не рассчитан автомат и кабель, также срабатывает выключатель. Это уже защита от короткого замыкания.

АВ (общепринятое сокращение) защищает электросеть от нагревания изоляции и пожара. Именно по причине такой схемы работы важно знать, на сколько ампер ставить автомат в квартиру: если неправильно подобрать устройство, оно не сможет блокировать несоответствующий по мощности ток, и произойдет возгорание. Выбранный по всем рекомендациям АВ будет защищать от пожаров, ударов током, нагревания и сгорания микросхем домашних приборов.

Выбираем автомат по мощности нагрузки

Подбор автоматических выключателей, прежде всего, происходит на основании мощности, которую должна выдерживать домашняя электросеть.

Чем важен выбор автомата по мощности нагрузки:

  1. При несоответствии этого показателя данным АВ постепенно нагревается проводка.
  2. Постоянный нагрев приводит к тому, что изоляционный слой плавится. Это создает сразу две проблемы: токсичное задымление и риск возгорания.
  3. На фоне плавления изоляции появляется короткое замыкание. АВ наконец срабатывает (чего не произошло раньше, поскольку устройство подобрано неправильно), однако в квартире уже мог распространиться огонь, а тем более дым.

Чтобы предотвратить эти негативные последствия, важно учесть несколько нижеприведенных правил. Расчет автоматического выключателя может быть осуществлен при помощи точной формулы или приблизительно.

Первый вариант максимально доступный. Необходимо учесть общую мощность сети, то есть совокупность мощностей одновременно включенных электроприборов. Учитываются даже небольшие осветительные лампы, подогрев пола, если таковой имеется, бытовая кухонная техника и развлекательные электрические устройства. Полученная цифра должна быть выражена в кВт.

Пример, как проводить расчет мощности:

  • стиральная машина – 700 Вт;
  • электроплита – 2,5 кВт;
  • СВЧ – 1,8 кВт;
  • 5 лампочек – 600 Вт;
  • холодильник – 400 Вт;
  • телевизор – 200 Вт;
  • ПК – 550 Вт;
  • пылесос – 1 кВт.

Общая мощность подключенных на розетки или непосредственно проводку приборов составляет 7,75 кВт. Чтобы, учитывая эти данные, подобрать автомат, чей показатель выражается в амперах, достаточно умножить полученную сумму на пять. Именно такая разница в среднем присутствует в однофазной сети между значением тока АВ и мощностью устройств. Полученное число – 38,75 А. Показатель автоматического выключателя должен быть по крайней мере равным вычисленной сумме или выше ее.

Ближайшая по мощности распространенная модель – 40А. Такой АВ и следует монтировать в жилье с перечисленным количеством электроприборов. Он выдержит 7,75 кВт и даже немного превосходящую этот параметр нагрузку. Если в здании проведена трехфазная сеть, алгоритм вычисления не меняется, только умножать кВт нужно на 2. Пример: 7,75*2=15,5 А.

Однако вышеуказанная формула недостаточно точная. Лучше выбор номинала осуществлять по закону Ома: I=P/U, где I – номинал тока АВ, P – мощность электроприемников, U – напряжение сети. При той же нагрузке вычисление по формуле даст иной результат, чем приблизительный расчет: 7750/220=35,2 А. Видно, что погрешность первого метода вычисления составляет около 3,5 А. Но выбор автомата от этого не меняется: все равно поставить на ввод в доме для однофазной сети нужно 40А.

Узнавать показания для электродвигателя лучше не навскидку, используя общедоступные таблицы, а по паспорту устройства. Если он утерян, рекомендуется связаться с производителем для выяснения характеристик.

Выбираем автомат по сечению кабеля

Если учитывать только мощность электросети, не принимая во внимание сечение кабеля, в квартире произойдет возгорание. По правилам пожарной безопасности, сечение должно соответствовать нагрузке сети. Что происходит, если это требование не соблюдено, видно по советским квартирам с устаревшей проводкой: в лучшем случае – постоянное срабатывание АВ, в худшем – возгорание проводки и всей квартиры вместе с ней.

Кабели с разными сечениями выдерживают различные нагрузки. Чем больше диаметр, тем значительнее может быть длительно допустимый ток. Последняя величина измеряется в А. Чтобы подобрать кабель с оптимальным диаметром жилы, достаточно провести расчет по одной из вышеуказанных формул и узнать величину номинала тока.

То, сколько ампер длительное время выдерживает кабель, зависит не только от диаметра, но и от материала изготовления жилы. Можно приобрести изделия с алюминиевой основной или из меди.

Таблица поможет лучше ознакомиться с разрешенными показателями для отдельных кабелей и упростит выбор автомата по сечению кабеля:

Сечение, ммМаксимальный показатель для алюминиевых жилДля медных жил
1,519Не изготавливаются
43527
64232
105542
259575
50145110

Как видно, лучше использовать алюминиевую проводку – при равных показателях сечения она оказывается более надежной. Это заметно по домам постройки 2003–2018 годов, при возведении которых было запрещено использовать медные кабели.

Чтобы АВ работал нормально, показатель предельно допустимого тока проводки должен совпадать с его номинальным током, а также с нагрузкой на электросеть. Для нагрузки в 7,75 кВт и АВ с показателем 40А устанавливается алюминиевая проводка 6 мм или медная 10 мм. При подборе диаметра проводника достаточно смотреть на показатель автоматического выключателя и сверяться по таблице.

Выбираем автомат по току короткого замыкания (КЗ)

Вычислять оптимальный тип автомата КЗ довольно сложно. Нужно учитывать показатели электростанции, длину проводки и ее сечение. Однако прибегать к сложным вычислениям и помощи калькулятора не нужно. Для удобства пользователей автоматы разделены на три группы по время-токовым характеристикам (времени, за которое происходит отключение при угрозе кз, и показателе, в случае регистрации которого срабатывает отключение).

Какие бывают автоматы:

  1. B. Срабатывает за 5–20 секунд. Выключается, если произошло превышение в 5 раз. Подходят только для домов, где не задействована современная электротехника, а используются только осветительные приборы.
  2. C. Токовая нагрузка может превышать номинальную в 10 раз, время срабатывания – 1–10 секунд. Нужны при монтаже электропроводки в жилом доме только АВ типа C.
  3. D. Ток срабатывания может быть больше номинального в 14 раз, отключение происходит не более чем за 10 с. Такие АВ предназначены для промышленного использования.

Выбираем автомат по длительно допустимому току (ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя по току не отличается от подбора диаметру жилы. Суть в том, чтобы ДДТ не превышал возможности установленного кабеля. Достаточно учесть показатели таблицы, приведенной выше. Главное, чтобы показатель ДДТ автомата не превышал этот же показатель жилы. ДДТ проводника может равняться 42 А при модели АВ 40А, но обратная ситуация не допустима.

Пример выбора автоматического выключателя

В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).

  • чайник – 1,2;
  • духовка – 1,2;
  • обогреватель – 1,4.

Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:

  1. Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
  2. Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
  3. Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.

Расчет автомата лучше проводить при помощи профессионала.

Таблица выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В

В таблице представлено, как выбрать автоматический выключатель под сеть 220 в зависимости от кабеля и совокупной мощности приборов:

Номинальный ток автоматического выключателя, А.Мощность, кВт.Сечение (ал. жилы), мм
16До 2,81,5
252,8–4,52,5
324,5–5,84
405,8–7,36
507,3–9,110
639,1–11,416
8011,4–14,625
10014,6–1835
12518–22,550
16022,5–28,570

Таблица выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 в

Расчет автомата по мощности 380:

Номинальный ток АВМощность, кВт.Сечение, мм
160–7,91,5
258,3–12,72,5
3213,1–16,34
4016,7–20,36
5020,7–25,510
6325,9–32,316
8032,7–40,325
10040,7–50,335
12550,7–64,750

ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году

Подбирая АВ, необходимо учитывать рейтинг производителей подобных устройств.

Самые лучшие автоматы (точнее, их производители) на сегодняшний день:

Лучший автомат – не только тот, который получил положительные отзывы, но и обязательно способный выдержать мощность электроприборов.

Как обезопасить электросеть от пожара

Чтобы избежать возгораний и выхода из строя электротехнике, лучше доверять проект подключения электросетей профессионалам. Они учтут такие важные аспекты, как номинальный ток, максимальная мощность одновременно включенных приборов, сечение кабеля, схема подключения в щитке и т.д. Рекомендуется заказывать такой проект не только при строительстве частного дома, но и при ремонте квартир советской постройки.

Расчет автомата по мощности

Выбор автоматического выключателя

Для увеличения безопасности, электропроводку в квартире нужно делить на несколько линий. Это отдельные автоматы для освещения, розеток кухни, остальных розеток. Бытовые приборы большой мощности с повышенной опасностью (электроводонагреватели, стиральные машины, электрические плиты), нужно включать через УЗО.

Удобный монтаж автоматов в щитке

УЗО вовремя среагирует на утечку тока и отключит нагрузку. Для правильного выбора автомата важно учесть три основных параметра; – номинальный ток, коммутационную способность отключения тока короткого замыкания и класс автоматов.

Расчетный номинальный ток автомата – это максимальный ток, который рассчитан на длительную работу автомата. При токе выше номинального, происходит отключение контактов автомата. Класс автоматов означает кратковременную величину пускового тока, когда автомат еще не срабатывает.

Пусковой ток многократно превосходит номинальное значение тока. Все классы автоматов имеют разные превышения пускового тока. Всего имеется 3 класса для автоматов различных марок:

– класс В, где пусковой ток может быть больше номинального от 3 до 5 раз;

– класс С имеет превышение тока номинала в 5 – 10 крат;

– класс D с возможным превышением тока номинального значения от 10 до 50 раз.

Маркировка автоматического выключателя

В домах, квартирах используют класс С. Коммутационная способность определяет величину тока короткого замыкания при мгновенном отключении автомата. У нас используются автоматы с коммутационной способностью 4500 ампер, зарубежные автоматы имеет ток к. з. 6000 ампер. Можно использовать оба типа автоматов, российские и зарубежные.

Расчет автоматического выключателя

Выбирать автоматы можно с расчетом по току нагрузки или сечению электропроводки.

Расчет автомата по току

Подсчитываем всю мощность нагрузок на автомат. Плюсуем мощности всех потребителей электричества, и по следующей формуле:

I = P/U

получаем расчетный ток автомата.

P- суммарная мощность всех потребителей электричества

U – напряжение сети

Округляем расчетную величину полученного тока в большую сторону.

Расчет автомата по сечению электропроводки

Чтобы выбрать автомат можно воспользоваться таблицей 1. Выбранный по сечению электропроводки ток, уменьшают до нижней величины тока автомата, для снижения нагрузки электропроводки.

Выбор номинального тока по сечению кабеля. Таблица №1

Для розеток автоматы берут на ток 16 ампер, так как розетки рассчитаны на ток 16 ампер, для освещения оптимальный вариант автомата 10 ампер. Если вы не знаете сечение электропроводки, тогда его нетрудно рассчитать по формуле:

S – сечение провода в мм²

D – диаметр провода без изоляции в мм

Второй метод расчета автоматического выключателя является более предпочтительным, так как он защищает схему электропроводки в помещении.

Расчет мощности трехфазного автомата

Для расчета мощности номинала трехфазного автомата необходимо суммировать всю мощность электроприборов, которые будут подключены через него. Например, нагрузка по фазам одинакова:

L1 5000 W + L2 5000 kW + L3 5000W = 15000 W

Полученные ваты переводим в киловатты:

15000 W / 1000 = 15 kW

Полученное число умножаем на 1,52 и получаем рабочий ток А.

15 kW * 1,52 = 22,8 А.

Номинальный ток автомата должен быть больше рабочего. В нашем случае рабочий ток 22,8 А, поэтому мы выбираем автомат 25 А.

Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100.

Уточняем сечение жил кабеля на соответствие нагрузке здесь.

Данная формула справедлива при одинаковой нагрузке по трем фазам. Если потребление по одной из фаз значительно больше, то номинал автомата подбирается по мощности этой фазы:

Например, нагрузка по фазам: L1 5000 W; L2 4000 W; L3 6000 W.

Ваты переводим в киловатты для чего 6000 W / 1000 = 6 kW.

Теперь определяем рабочий ток по этой фазе 6 kW * 4,55 = 27,3 А.

Номинальный ток автомата должен быть больше рабочего в нашем случае рабочий ток 27,3 А мы выбираем автомат 32 А.

В приведенных формулах 1,52 и 4,55 – коэффициенты пропорциональности для напряжений 380 и 220 В.

Материалы, близкие по теме:

3. РАСЧЕТ МАШИНЫ

3. РАСЧЕТ МАШИНЫ



3.1 Введение
3.2 Классификация затрат
3.3 Определения
3.4 Постоянные затраты
3.5 Эксплуатационные затраты
3.6 Затраты на рабочую силу
3.7 Переменные циклы усилий
3.8 Ставки для животных
3.9 Примеры

Себестоимость единицы лесозаготовок или дорожного строительства в основном определяется путем деления затрат на производство. В простейшем случае, если вы арендовали трактор с оператором за 60 долларов в час, включая все расходы на топливо и другие расходы, и выкапывали 100 кубометров в час, ваши удельные затраты на земляные работы составили бы 0 долларов.60 за кубометр. Почасовая стоимость трактора с оператором называется машинной ставкой. В тех случаях, когда машина и элементы производства не сдаются в аренду, необходимо рассчитать стоимость владения и эксплуатационные расходы, чтобы получить ставку машины. Цель разработки машинной ставки должна состоять в том, чтобы получить цифру, которая, насколько это возможно, отражает стоимость работы, выполненной в существующих рабочих условиях и используемой системе учета. Большинство производителей оборудования предоставляют данные о стоимости владения и эксплуатации своего оборудования, которые будут служить основой для ставок на машины.Однако такие данные обычно требуют модификации для соответствия конкретным условиям эксплуатации, и многие владельцы оборудования предпочитают составлять свои собственные расценки.

Ставка машины обычно, но не всегда, делится на постоянные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на рабочую силу. Для некоторых анализов денежных потоков включаются только те статьи, которые представляют собой денежные потоки. Определенные постоянные затраты, включая амортизацию и иногда процентные платежи, не включаются, если они не представляют собой денежный платеж. В это руководство включены все фиксированные затраты, описанные ниже.Для некоторых анализов затраты на рабочую силу не включены в стоимость станка. Вместо этого рассчитываются постоянные и эксплуатационные расходы. Затраты на рабочую силу затем добавляются отдельно. Иногда это делается в ситуациях, когда рабочий, связанный с оборудованием, работает в разное количество часов по сравнению с оборудованием. В этой статье труд включен в расчет машинной ставки.

3.2.1 Фиксированные затраты

Постоянные затраты - это те, которые могут быть заранее определены как накапливающиеся с течением времени, а не с темпом работы (Рисунок 3.1). Они не прекращаются, когда работа прекращается, и должны распределяться на часы работы в течение года. В постоянные затраты обычно включаются амортизация оборудования, проценты по инвестициям, налоги, хранение и страхование.

3.2.2 Операционные расходы

Операционные расходы напрямую зависят от скорости работы (рис. 3.1). Эти расходы включают в себя расходы на топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Рисунок 3.1 Модель затрат на оборудование.

3.2.3 Затраты на рабочую силу

Затраты на оплату труда - это затраты, связанные с наймом рабочей силы, включая прямую заработную плату, отчисления на питание, транспорт и социальные расходы, включая выплаты на здоровье и пенсию. Стоимость надзора также может быть разделена на затраты на рабочую силу.

Машинная ставка - это сумма фиксированных плюс эксплуатационные расходы плюс затраты на оплату труда. Разделение затрат в этих классификациях произвольно, хотя правила бухгалтерского учета предполагают жесткую классификацию.Ключевым моментом является разделение затрат таким образом, чтобы было наиболее разумно объяснить стоимость эксплуатации людей и оборудования. Например, если основным фактором, определяющим стоимость оборудования при утилизации, является скорость его морального износа, как, например, в компьютерной индустрии, амортизационные расходы в значительной степени зависят от времени, а не количества отработанных часов. Для грузовика, трактора или пилы основным фактором может быть фактическое время использования оборудования. Жизнь трактора можно рассматривать как песок в песочных часах, который может течь только в часы работы оборудования.

3.3.1 Закупочная цена (P)

Это фактическая стоимость приобретения оборудования, включая стандартные и дополнительные насадки, налоги с продаж и стоимость доставки. Цены обычно указываются на заводе или доставляются на месте. Заводская цена применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование на заводе и несет ответственность за отгрузку. С другой стороны, цена с доставкой применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование после его доставки.Цена с доставкой обычно включает фрахт, упаковку и страховку. Другие затраты, например, на установку, должны быть включены в первоначальные инвестиционные затраты. Специальное навесное оборудование может иногда иметь отдельную машинную ставку, если срок их службы отличается от срока службы основного оборудования и составляет важную часть стоимости оборудования.

3.3.2 Экономическая жизнь (N)

Это период, в течение которого оборудование может работать с приемлемыми эксплуатационными затратами и производительностью. Экономический срок службы обычно измеряется годами, часами или, в случае грузовиков и прицепов, километрами.Это зависит от множества факторов, включая физический износ, технологическое устаревание или изменение экономических условий. Физический износ может возникнуть из-за таких факторов, как коррозия, химическое разложение или износ в результате истирания, ударов и ударов. Это может быть следствием нормального и надлежащего использования, неправильного и неправильного использования, возраста, несоответствующего или недостаточного обслуживания или суровых условий окружающей среды. Изменяющиеся экономические условия, такие как цены на топливо, налоговые инвестиционные стимулы и процентная ставка, также могут повлиять на экономический срок службы оборудования.Примеры сроков владения некоторыми видами трелевочной и дорожно-строительной техники в зависимости от области применения и условий эксплуатации приведены в таблице 3.1. Поскольку срок службы выражается в часах работы, срок службы в годах определяется путем обратной работы путем определения количества рабочих дней в году и расчетного количества рабочих часов в день. Для оборудования, которое работает очень мало часов в день, расчетный срок службы оборудования может быть очень большим, и необходимо проверить местные условия на предмет обоснованности оценки.

3.3.3 Остаточная стоимость (S)

Это определяется как цена, по которой оборудование может быть продано на момент его выбытия. Тарифы на бывшее в употреблении оборудование сильно различаются во всем мире. Однако на любом конкретном рынке подержанного оборудования факторами, которые имеют наибольшее влияние на стоимость при перепродаже или обмене, являются количество часов наработки машины во время перепродажи или обмена, тип работы и условия эксплуатации, в которых она работал, и физическое состояние машины.Какими бы ни были переменные, падение стоимости больше в первый год, чем во второй, больше во второй год, чем в третий и т. Д. Чем короче срок службы машины, тем выше процент потери стоимости за год. Например, в сельскохозяйственных тракторах, как правило, от 40 до 50 процентов стоимости машины теряется в первой четверти срока службы машины, а к середине срока службы теряется от 70 до 75 процентов стоимости. . Стоимость утилизации часто оценивается от 10 до 20 процентов от начальной покупной цены.

3.4.1 Амортизация

Целью начисления амортизационных отчислений является признание снижения стоимости машины по мере того, как она работает над определенной задачей. Он может отличаться от графика амортизации бухгалтера, который выбран для максимизации прибыли за счет преимуществ различных типов налогового законодательства и соответствует правилам бухгалтерского учета. Типичный пример такой разницы наблюдается, когда оборудование все еще работает много лет после «списания» или имеет нулевую «балансовую стоимость».

Графики амортизации варьируются от простейшего подхода, который представляет собой прямолинейное снижение стоимости, до более сложных методов, которые распознают изменяющуюся скорость потери стоимости с течением времени. Формула для годовых амортизационных отчислений с использованием предположения о прямолинейном снижении стоимости:

D = (P '- S) / N

где P '- начальная закупочная цена за вычетом стоимости шин, троса или других деталей, которые подвергаются наибольшему износу и могут быть легко заменены без влияния на общее механическое состояние машины.

Таблица 3.1.a - Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

ГУСЕНИЧНЫЕ ТРАКТОРЫ

Тяговые скребки, большинство сельскохозяйственных тягово-сцепных устройств, работы на отвалах, угольных отвалах и свалках.Без влияния. Прерывистая работа на полностью открытой дроссельной заслонке.

Добыча продукции в глинах, песках, гравии. Скребки с толкающей загрузкой, рыхление карьеров, большинство операций по расчистке земли и трелевке. Условия средней ударной нагрузки.

Рыхлитель тяжелых горных пород. Тандемное копирование. Погрузка и бульдозер в тяжелых породах. Работайте на каменных поверхностях. Условия продолжительного сильного удара.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

22 000 часов

18 000 часов

15 000 часов

МОТОГРАДЕРЫ

Ремонт легковых дорог.Отделка. Заводские и дорожные работы. Легкая снегоуборочная обработка. Большое количество путешествий.

Ремонт подъездных дорог. Строительство дорог, рытье. Распространение рыхлой насыпи. Озеленение, планировка земель. Летнее обслуживание дорог со средней и сильной уборкой снега зимой. Повышение использования грейдера.

Содержание дорог с твердым покрытием и каменной наброской. Распространение плотной насыпи. Рыхление-рыхление асфальта или бетона. Постоянно высокий коэффициент загрузки. Ударопрочный.

20 000 часов

15 000 часов

12 000 часов

ЭКСКАВАТОРЫ

Мелководное инженерное сооружение, при котором экскаватор устанавливает трубу и копает грунт всего за 3 или 4 часа в смену.Свободно текучий материал с низкой плотностью и практически не ударяет. Большинство механизмов обработки металлолома.

Массовые выемки или рытье траншей, при которых машина постоянно копает в естественных глинистых почвах. Немного путешествий и стабильной работы на полном газу. Большинство приложений для загрузки журналов.

Непрерывное рытье траншеи или погрузка самосвалом в скальные или рыхлые грунты. Большое количество путешествий по пересеченной местности. Машина непрерывно работает на каменном полу с постоянным высоким коэффициентом нагрузки и высокой ударной нагрузкой.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

1/ По материалам Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.b - Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

КОЛЕСНЫЕ БЛОКИРОВКИ

Прерывистый занос на короткие дистанции, без настила.Хорошие грунтовые условия: ровная местность, сухой пол, почти нет пней.

Непрерывный поворот, устойчивое трелевание на средние расстояния с умеренным настилом. Хорошее покрытие под ногами: сухой пол с небольшим количеством пней и постепенно перекатывающейся поверхностью.

Непрерывный поворот, стабильная трелевка на большие расстояния с частой укладкой настила. Плохие напольные покрытия: мокрый пол, крутые склоны и многочисленные пни.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

СКРЕБОКИ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ

Ровные или благоприятные подъемы на хороших дорогах.Без влияния. Легко загружаемые материалы.

Различные дорожные условия погрузки и перевозки. Дальние и короткие перевозки. Неблагоприятные и благоприятные оценки. Некоторое воздействие. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.

Условия сильного удара, например, погрузка рваной породы. Перегрузка. Условия постоянного высокого общего сопротивления. Дороги с плохим подъездом.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

16 000 часов

12 000 часов

8000 часов

АВТОМОБИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТРАКТОРЫ

Использование в шахтах и ​​карьерах с правильно подобранным погрузочным оборудованием.Подъездные дороги в хорошем состоянии. Также строительное использование при вышеуказанных условиях.

Различные дорожные условия погрузки и перевозки. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.

Постоянно плохие дорожные условия для перевозки грузов. Сильная перегрузка. Негабаритная погрузочная техника.

25 000 часов

20 000 часов

15 000 часов

КОЛЕСНЫЕ ТРАКТОРЫ И КОМПАКТОРЫ

Легкие коммунальные работы.Складские работы. Компакторы тянущие. Дремлющая рыхлая насыпь. Без влияния.

Производственный бульдозер, погрузка глин, песков, илов, рыхлого щебня. Уборка лопатой. Использование уплотнителя.

Производство бульдозеров в горных породах. Толчок в каменистых карьерах для боулдеринга. Условия сильного удара.

15 000 часов

12 000 часов

8000 часов

1/ По материалам Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.c - Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

КОЛЕСНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ

Прерывистая загрузка грузовиков со склада, загрузка бункера на твердые, гладкие поверхности.Сыпучие материалы с низкой плотностью. Коммунальные работы в государственных и промышленных приложениях. Легкая снегоуборочная обработка. Загружайте и переносите по хорошей поверхности на короткие расстояния без уклонов.

Автопогрузка непрерывного действия со склада. Материалы от низкой до средней плотности в ведре подходящего размера. Загрузка бункера с низким и средним сопротивлением качению. Погрузка из банка в хорошем копании. Загружайте и переносите по плохим поверхностям и небольшим уклонам.

Погрузочно-разгрузочная порода (крупногабаритные погрузчики).Обработка материалов высокой плотности с помощью машины с противовесом. Стабильная загрузка с очень плотных берегов. Непрерывная работа на шероховатых или очень мягких поверхностях. Загружать и переносить в тяжелых условиях копания; путешествовать на большие расстояния по плохим поверхностям с плохими уклонами.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

15 000 часов

12 000 часов

10 000 часов

ГУСЕНИЧНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ

Периодическая погрузка грузовиков со склада.Минимальные путевые, поворотные. Сыпучие материалы с низкой плотностью со стандартным ковшом. Без влияния.

Выемка берегов, прерывистая рыхление, выемка фундамента из естественных глин, песков, илов, гравия. Некоторое путешествие. Стабильная работа на полном газу.

Погрузка дробленой породы, булыжника, ледникового тила, калиши. Работа сталелитейного завода. Материалы высокой плотности в стандартном ковше. Непрерывная работа на каменных поверхностях. Большой объем рыхления плотных каменистых материалов.Состояние сильного удара.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

1/ По материалам Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

3.4.2 Проценты

Проценты - это стоимость использования денежных средств в течение определенного периода времени. Инвестиционные фонды могут быть взяты в долг или взяты из сбережений или капитала. В случае займа процентная ставка устанавливается кредитором и варьируется в зависимости от местности и кредитного учреждения.Если деньги поступают от сбережений, то в качестве процентной ставки используются альтернативные издержки или ставка, которую эти деньги могли бы заработать, если бы их вложили в другое место. В практике бухгалтерского учета частных фирм могут игнорироваться проценты по оборудованию на том основании, что проценты являются частью прибыли и, следовательно, не являются надлежащим начислением с действующего оборудования. Хотя это разумно с точки зрения бизнеса в целом, исключение таких сборов может привести к развитию нереалистичных сравнительных показателей между машинами с низкой и высокой начальной стоимостью.Это может привести к ошибочным решениям при выборе оборудования.

Проценты можно рассчитать одним из двух методов. Первый способ - умножить процентную ставку на фактическую стоимость оставшегося срока службы оборудования. Второй более простой метод - умножить процентную ставку на среднегодовые инвестиции.

Для линейной амортизации среднегодовые инвестиции AAI рассчитываются как

AAI = (P - S) (N + 1) / (2N) + S

Иногда коэффициент 0.6-кратная стоимость доставки используется как приблизительное значение среднегодовых инвестиций.

3.4.3 Налоги

Многие владельцы оборудования должны платить налоги на имущество или некоторые виды налога на использование оборудования. Налоги, как и проценты, могут быть рассчитаны либо путем умножения расчетной ставки налога на фактическую стоимость оборудования, либо путем умножения ставки налога на среднегодовые инвестиции.

3.4.4 Страхование

Большинство владельцев частного оборудования имеют один или несколько страховых полисов от повреждений, пожаров и других разрушительных событий.Государственные собственники и некоторые крупные собственники могут быть застрахованы самостоятельно. Можно утверждать, что стоимость страхования - это реальная стоимость, которая отражает риск для всех владельцев, и что следует допускать некоторую поправку на разрушительные события. Непредвидение риска разрушительных событий аналогично непризнанию риска пожара или повреждения насекомыми при планировании отдачи от управления лесом. Страховые расчеты производятся так же, как проценты и налоги.

3.4.5 Хранение и защита

Затраты на хранение оборудования и защиту в нерабочее время являются фиксированными расходами, в значительной степени не зависящими от часов использования.Затраты на хранение и защиту должны распределяться на общее количество часов использования оборудования.

Эксплуатационные расходы, в отличие от постоянных затрат, меняются пропорционально часам работы или использования. Они зависят от множества факторов, многие из которых в некоторой степени находятся под контролем оператора или владельца оборудования.

3.5.1 Техническое обслуживание и ремонт

В эту категорию входят все: от простого обслуживания до периодического ремонта двигателя, трансмиссии, сцепления, тормозов и других компонентов основного оборудования, износ которых в основном происходит пропорционально использованию.Использование оператором оборудования или злоупотребление им, суровые условия работы, политика технического обслуживания и ремонта, а также основной дизайн и качество оборудования - все это влияет на затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Стоимость периодического ремонта основных компонентов может быть оценена из руководства пользователя и местных затрат на детали и труд, или путем консультации с производителем. Ценный источник - опыт другого владельца с аналогичным оборудованием и учет затрат в типичных условиях работы.Если опытные владельцы или записи о расходах недоступны, почасовые затраты на техническое обслуживание и ремонт можно оценить как процент от почасовой амортизации (Таблица 3.2).

ТАБЛИЦА 3.2. Ставки технического обслуживания и ремонта в процентах от почасовой амортизации выбранного оборудования.

Станок

Процентная ставка

Трактор гусеничный

100

Сельскохозяйственный трактор

100

Трелевочный трактор с резиновыми колесами и фиксаторами троса

50

Трелевочный трактор на резиновой ходовой части с захватом

60

Погрузчик с тросовым захватом

30

Погрузчик с гидравлическим грейфером

50

Электропила

100

Валочно-пакетирующая машина

50

3.5.2 Топливо

Норма расхода топлива для единицы оборудования зависит от объема двигателя, коэффициента нагрузки, состояния оборудования, привычек оператора, условий окружающей среды и базовой конструкции оборудования.

Чтобы определить почасовую стоимость топлива, общая стоимость топлива делится на продуктивное время оборудования. Если записи о расходе топлива недоступны, можно использовать следующую формулу для оценки литров топлива, израсходованного на машинный час:

где LMPH - это литры, израсходованные на машинный час, K - килограмм топлива, израсходованный на тормоз, л.с. / час, GHP - полная мощность двигателя при регулируемых оборотах двигателя, LF - коэффициент нагрузки в процентах, а KPL - вес топлива в кг / литр.Типичные значения приведены в таблице 3.3. Коэффициент нагрузки - это отношение средней используемой мощности к полной мощности на маховике.

ТАБЛИЦА 3.3. Вес, нормы расхода топлива и коэффициенты нагрузки для дизельных и бензиновых двигателей.

Двигатель

Вес
(KPL)
кг / литр

Расход топлива
(K)
кг / тормоз л.с.-час

Коэффициент нагрузки
(LF)

Низкая

Средняя

Высокая

Бензин

0.72

0,21

0,38

0,54

0,70

Дизель

0,84

0,17

0.38

0,54

0,70

3.5.3 Смазочные материалы

Сюда входят моторное масло, трансмиссионное масло, масло главной передачи, консистентная смазка и фильтры. Норма потребления зависит от типа оборудования, рабочих условий (температуры), конструкции оборудования и уровня обслуживания. В отсутствие местных данных расход смазочного материала в литрах в час для трелевочных тракторов, тракторов и фронтальных погрузчиков можно оценить как

Q =.0006 × GHP (картерное масло)
Q = .0003 × GHP (трансмиссионное масло)
Q = .0002 × GHP (бортовые передачи)
Q = .0001 × GHP (гидравлическое управление)

Эти формулы включают обычную замену масла и отсутствие утечек. Их следует увеличивать на 25 процентов при работе в сильной пыли, глубокой грязи или воде. В машинах со сложной гидравлической системой высокого давления, такой как форвардеры, переработчики и харвестеры, расход гидравлических жидкостей может быть намного больше. Еще одно практическое правило: смазочные материалы и консистентная смазка стоят от 5 до 10 процентов стоимости топлива.

3.5.4 Шины

Из-за более короткого срока службы шины считаются эксплуатационными расходами. На стоимость шин влияют привычки оператора, скорость транспортного средства, состояние поверхности, положение колес, нагрузки, относительное время, затрачиваемое на повороты, и уклоны. Для внедорожного оборудования, если местный опыт недоступен, следующие категории срока службы шин, основанные на режиме отказа шины, могут быть использованы в качестве рекомендаций со сроком службы шин, указанным в Таблице 3.4.

В зоне А почти все шины изнашиваются до протектора от истирания до выхода из строя.В зоне B изнашивается большинство шин, но некоторые из них выходят из строя преждевременно из-за порезов, разрывов и не подлежащих ремонту проколов. В зоне C очень немногие шины изнашиваются, если вообще не проходят через протектор до выхода из строя из-за порезов.

ТАБЛИЦА 3.4. Указания по ресурсу шин внедорожной техники

Оборудование

Срок службы шины, часов

Зона A

Зона B

Зона C

Автогрейдеры

8000

4500

2500

Скребки колесные

4000

2250

1000

Колесные погрузчики

4500

2000

750

Скиддеры

5000

3000

1500

Грузовики

5000

3000

1500

Затраты на рабочую силу включают прямые и косвенные платежи, такие как налоги, страховые выплаты, питание, жилищные субсидии и т. Д.При расчете расценок на машины необходимо тщательно учитывать затраты на рабочую силу, поскольку часы, в течение которых работают рабочие, часто отличаются от часов работы соответствующего оборудования. Важно, чтобы пользователь определил свое соглашение, а затем использовал его последовательно. Например, при валке леса пила редко работает более 4 часов в день, даже если резак может работать 6 и более часов, а оплата за 8 часов, включая дорогу, может быть оплачена. Если производительность валки основана на шестичасовом рабочем дне с двухчасовым перемещением, то при расчете производительности машины для оператора с электропилой следует учитывать 4 часа работы с электропилой и восемь часов рабочего времени для шести часов производства.

Представление о том, что люди или оборудование работают с постоянной скоростью, является абстракцией, которая облегчает измерения, ведение записей, оплату и анализ. Однако есть некоторые рабочие циклы, которые требуют таких переменных усилий, что более полезно построить машинные скорости для частей цикла. Одним из важных случаев является расчет машинной нормы для грузовика. Когда лесовоз ожидает загрузки, загружается и выгружается, его расход топлива, износ шин и другие эксплуатационные расходы не возникают.Или, если эти расходы понесены, они будут значительно снижены. Для стоящего грузовика часто строится другая ставка машины с использованием только фиксированных затрат и затрат на рабочую силу для этой части цикла. Амортизация грузовика может быть включена частично или полностью.

Если для оценки стоимости единицы грузового транспорта использовалась единая машинная ставка, и это значение было преобразовано в стоимость тонно-км или $ / м 3 -км стоимость без удаления «фиксированной» стоимости погрузки и разгрузки, «переменная» стоимость транспорта была бы завышена.Это может привести к ошибочным результатам при выборе между дорожными стандартами или маршрутами перевозки.

Расчет нормы содержания животных аналогичен машинной норме, но виды затрат различаются и заслуживают дополнительного обсуждения.

3.8.1 Фиксированная стоимость

Фиксированная стоимость включает в себя инвестиционные затраты на животное или упряжку, упряжь, ярмо, тележку, лесозаготовительные цепи и любые другие инвестиции со сроком службы более одного года. Другие постоянные расходы включают содержание животных.

Закупочная цена животного может включать запасных животных, если условия работы требуют, чтобы животное отдыхало дольше ночи, например, через день. Чтобы учесть возможность необратимой травмы, покупная цена животного может быть увеличена, чтобы включить дополнительных животных. В остальных случаях несчастные случаи могут быть учтены в страховой премии. Стоимость утилизации животного имеет то же определение, что и машинная ставка, но в случае животного стоимость утилизации часто определяется его продажной стоимостью мяса.Среднегодовые инвестиции, проценты на инвестиции, а также любые налоги или лицензии рассматриваются так же, как и для оборудования. Чтобы найти общие постоянные затраты на животных, постоянные затраты на животное, тележку, шлейку и прочие инвестиции можно рассчитать отдельно, поскольку они обычно имеют разную продолжительность жизни и почасовые затраты складываются.

Расходы на содержание животных, которые не зависят напрямую от отработанного времени, включают аренду пастбищ, пищевые добавки, лекарства, вакцинацию, ветеринарные услуги, обувь, услуги переправы и любой уход в нерабочее время, такой как кормление, стирка или охрана.Можно утверждать, что потребности в питании и уходе связаны с отработанным временем, и некоторая часть этих затрат может быть включена в эксплуатационные расходы. Площадь пастбищ (га / животное) можно оценить, разделив норму потребления животных (кг / животное / месяц) на норму производства кормов (кг / га / месяц). Пищевые добавки, лекарства, вакцинации и графики ветеринаров можно получить из местных источников, таких как агенты по распространению сельскохозяйственных знаний.

3.8.2 Операционные расходы

Эксплуатационные расходы включают затраты на ремонт и техническое обслуживание подвесных систем, тележек и прочего оборудования.

3.8.3 Затраты на оплату труда

Стоимость рабочей силы в ставке для животных указана для погонщика животных (и любых помощников). Для полных лет работы он рассчитывается как годовые затраты на рабочую силу, включая социальные расходы, деленные на среднее количество рабочих дней или часов для водителя (и любых помощников).

Примеры расценок на мотопилу, трактор, упряжку волов и грузовик приведены в следующих таблицах. Хотя показатели машин в таблицах с 3.5 по 3.8 используют один и тот же общий формат, существует возможность гибкого представления затрат, зависящих от типа машины, особенно при расчете эксплуатационных затрат. Для мотопилы (таблица 3.5) основные эксплуатационные расходы связаны с цепью, шиной и звездочкой, поэтому они были разбиты отдельно. Для волов (таблица 3.7) постоянные затраты были разделены на основные компоненты затрат, относящиеся к содержанию животных, в дополнение к амортизации. Для грузовика (таблица 3.8) затраты были разделены на затраты на стояние и путевые расходы, чтобы различать затраты, когда грузовик стоит, загружается или выгружается, по сравнению с путевыми расходами.

ТАБЛИЦА 3.5 Расчет скорости станка для пилы 1

Машина:

Описание - Электропила McCulloch Pro Mac 650

Двигатель куб.см

60

Стоимость доставки

400

Срок службы в часах

1000

часов в год

1000

Топливо:

Тип

Газ

Цена за литр

0.56

Операционный:

Ставка за сутки

5,50

Социальные расходы

43,2%

Составляющая затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

0.36

(б)

Проценты
(@ 10%)

0,03

(в)

Страхование
(@ 3%)

0,01

(г)

Налоги

(д)

Трудовые отношения

1.89 2

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

2,29

(ж)

Топливо

= 0,86 л / час × 0,95 × CL +0,86 л / час × 0,05 × CO)

0,51

где CL = стоимость газа, CO = стоимость нефти

(г)

Смазочное масло для шины и цепи = Расход топлива / 2.5 × CO

0,45

(в)

Обслуживание и ремонт = 1,0 × амортизация

0,36

(i)

Цепь, шина и звездочка

0,67

(к)

Прочее

0,22

ИТОГО

4.50 3

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Из расчета 240 дней в году.
3 Добавьте 0,04, если приобретена резервная пила.

ТАБЛИЦА 3.6 Расчет нормы машины для трактора 1

Машина:

Описание - CAT D-6D PS

Полная мощность

140

Стоимость доставки

142 000 2

Срок службы в часах

10 000

часов в год

1000

Топливо:

Тип

Дизель

Цена за литр

.44

Операционный:

Ставка за сутки

12,00

Социальные расходы

43,2%

Справка:

Ставка за сутки

5,00

Социальные расходы

43,2%

Составляющая затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

12.78

(б)

Проценты
(@ 10%)

8,52

(в)

Страхование
(@ 3%)

2,56

(г)

Налоги
(@ 2%)

1.70

(д)

Трудовые отношения

5,84 3

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

31,40

(ж)

Топливо

=.20 × GHP × LF × CL

6,65

где

GHP = полная мощность двигателя
CL = стоимость литра топлива
LF = коэффициент нагрузки (0,54)

(г)

Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива

0,67

(в)

Техобслуживание и ремонт = 1.0 × амортизация

12,78

(i)

Другое (кабель, разное)

5,00

ИТОГО

56,50

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 С отвалом, ROPS, лебедкой, встроенной аркой.
3 Из расчета 240 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.7 Расчет скорости машины для бригады волов 1

Описание

- Пара волов для трелевки

Полная мощность

Стоимость доставки

2 000

Срок службы в годах

5

дней в году

125

Трудовые отношения

Ставка за сутки

7.00

Социальные расходы

43,2%

Составляющая затрат

Стоимость / сутки

(а)

Амортизация

2,08 2

(б)

Проценты
(@ 10%)

0.96

(в)

Налоги

(г)

Пастбище

1,10

(д)

Пищевые добавки

1,36

(ж)

Медицина и ветеринария

0.27

(г)

Драйвер

10,02 3

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

(в)

Кормление и уход в нерабочее время

2,62

(i)

Прочее (жгуты и цепи)

1.00

ИТОГО

19,41

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Бычки продаются на мясо через 5 лет.
3 Погонщик работает с двумя парами волов, 250 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.8 Расчет скорости машины для грузовика 1

Машина:

Описание - Ford 8000 LTN

Полная мощность

200

Стоимость доставки

55 000

Срок службы в часах

15 000

часов в год

1,500

Топливо:

Тип

Дизель

Цена за литр

.26

Шины:

Размер

10 × 22

Тип Радиальный

Номер 10

Трудовые отношения

Ставка за сутки

12,00

Социальные расходы

43,2%

Составляющая затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

3.12

(б)

Проценты
(@ 10%)

2,20

(в)

Страхование
(при 3%)

0,66

(г)

Налоги
(@ 2%)

0.44

(д)

Трудовые отношения

3,30 2

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

Постоянная стоимость

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

9,72

(ж)

Топливо

=.12 × GHP × CL

6,24

где CL = стоимость литра топлива

(г)

Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива

0,62

(в)

Обслуживание и ремонт = 1,5 × амортизация

4,68

(i)

Шины =

2.40

(к)

Другое (цепи, натяжители)

0,20

Путевые расходы

ИТОГО

23,86

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Работа 240 дней плюс 20% сверхурочных

Механика и машиностроение, уравнения и калькуляторы

Уравнение и калькулятор для анализа гидродинамической смазки опорного подшипника требуется членство премиум-класса на 207 страниц требуется членство премиум-класса на 271 страницу Справочник
Уравнение и калькулятор для пружинной шайбы Бельвилля

Конструкция несущего вала вала с одним шкивом и двумя подшипниками

Основным преимуществом подшипников с жидкой пленкой часто считают отсутствие контакта между вращающимися частями и, таким образом, бесконечная жизнь.
Расчет квадратной шпонки и формулы и калькулятор
Расчетные уравнения и калькулятор муфты вала на болтах
Расчетные формулы и калькулятор муфты вала втулки
Расчетные уравнения и калькулятор муфты вала с шарнирной муфтой
Таблицы допусков для осевого совмещения вала с валом Конструкция для центровки вала с валом - это расположение центров вращения двух или более валов таким образом, чтобы валы были соосными во время работы машины.
Книга по проектированию валов (Расчетные схемы и расчеты крутильных свойств некруглых валов) Требуется премиум-членство
Эффект маховика или полярный момент инерции
Анализ крутящего момента маховика и вала
Момент инерции маховика твердого диска и напряжения вала
Уравнение и вычислитель напряжений во вращающихся дисках (кольцевых кольцах) постоянной толщины
Расчетные уравнения и калькулятор для двухблочной срезной пружины
Цилиндрическая срезная пружина с приложенной осевой нагрузкой Расчетные уравнения и калькулятор, нагрузка P
Цилиндрическая торсионная пружина с расчетными уравнениями и вычислителем крутящего момента
Формулы напряжения и разрушения стопорного кольца и калькулятор
Формулы и калькулятор напряжения и разрушения канавки стопорного кольца в канавке
Конфигурация простого ленточного тормоза №1 Формула и калькулятор силы
Конфигурация простого ленточного тормоза № 2 Уравнение и калькулятор силы
Конфигурация дифференциального ленточного тормоза №1 Уравнение и калькулятор силы
Конфигурация дифференциального ленточного тормоза № 2 Уравнение и калькулятор силы
Расчетные уравнения ленточного тормоза
Уравнение конструкции дифференциального ленточного тормоза
Расчетные уравнения блочного тормоза
Расчетные уравнения дискового тормоза
Мехатронная конструкция, устройства и системы - Страницы 486 ** Требуется премиум-членство **
Уравнение и калькулятор тормозного момента
Расчетные уравнения колодочного тормоза внутреннего барабана
Блочный тормоз с расчетными уравнениями длинной колодки
Расчетные уравнения диска сцепления
Расчетные уравнения конической муфты
Конструкция многодисковой дисковой муфты
Конструкция и уравнения центробежной муфты
Основы проектирования машин Эта книга практических занятий была разработана и написана для поддержки процесса обучения по курсу «Основы машиностроения».Требуется премиум-членство.
Уравнения и вычислитель осевого линейного подъемного усилия силового винта с двойной квадратной резьбой

Основы проектирования машин, Том I, Орлов П., 521 страница, для просмотра документа / книги требуется премиум-членство

Основы машиностроения, Том II, П.Орлов, Для просмотра документа / книги
Основы машиностроения, Том III, Орлов П., Для просмотра документа / книги
Расчетные уравнения и калькулятор твердого жесткого вала и муфты вала
Уравнение и калькулятор для расчета силы наклонного клина и трения Требуется премиум-членство **

Сила наклонного клина и уравнение трения и вычислитель Сила применяется горизонтально к клину / под углом и перпендикулярно горизонтальной поверхности

Конусное напряжение цилиндра и прогиб при равномерном вращении, ω рад / с, вокруг центральной оси Уравнение и калькулятор.Пер. Формулы Роркса для напряжений и деформаций

Силы для подъема груза вверх по наклонной плоскости с уравнением трения и без него и калькулятором № 3
Силы для подъема груза вверх по наклонной плоскости с уравнением трения и без него и калькулятором № 4
Уравнения и основы инженерной статики
Детали конструкции станка No.14 Требуется премиум-членство **
Уравнение и калькулятор трения с плоской осью шарнира вала
Уравнение трения с усеченным конусом и калькулятор
Уравнения и калькуляторы для расчета допустимого напряжения и диаметра вала по ASME
Подъемная стрела, установка и расчетные уравнения
Уравнение и калькулятор подъемного шкива / барабана большого и малого диаметров
Механическое преимущество двух подъемных подъемных шкивов
Механическое преимущество подъема нескольких шкивов
Уравнения механического преимущества дифференциала шкива
Уравнения шкива простого подъемника
Калькулятор грузоподъемности и нагрузки строп
Простой калькулятор и уравнение нагрузки на натяжение кабеля
Уравнение и калькулятор магнитной подъемной силы
Конструкция и расчеты соединительного ремня с двумя шкивами
Уравнение и калькулятор межосевого расстояния звездочки роликовой цепи известной длины
Прицеп для расчета веса и баланса и калькулятора
Расчет и уравнения сил для трех шестерен или шкивов
Уравнение и калькулятор передаточного числа трансмиссии
Уравнения и калькуляторы передаточного числа - 24 отдельных случая
Уравнение и калькулятор для расчета сил прямозубых зубчатых колес
Расчетные формулы и расчет массы маховика
Расчет статической силы для цилиндра, поддерживаемый уравнением и калькулятором для двух роликов
Собственная частота электродвигателей синхронных машин, напрямую подключенных к поршневым машинам Уравнения и калькулятор
Справочник по механическому проектированию Когда Product Engineering была запущена в качестве публикации для инженеров-проектировщиков, редакторам было очевидно, что огромная услуга может быть оказана профессионалам путем сбора и публикации данных, информации и процедур проектирования, таких как в руководствах инженерного отдела.
по компонентам проектирования машин Основная задача этого справочника - усилить и подчеркнуть важность типичных механических компонентов, демонстрируя их универсальность, инновационные приложения, история и артистизм. Надеюсь, эта презентация послужит стимулом для новых идеи, давая читателю графическое калейдоскопическое представление о механических компонентах, а также как признание их геометрического изящества и приспособляемости к сложным механизмам.

Расчетное уравнение конструкции ножничного домкрата
Математический анализ сил привода ножничного подъемника
Уравнения для расчета и анализа ножничного подъемника, Математический анализ ножничных подъемников
Расчет осевой силы винтовой передачи
Расчетные уравнения и калькулятор силового винта
Расчетные уравнения и критерии выбора шарико-винтовой передачи:
Уравнения и калькулятор продольного изгиба и прогиба силового винта

Уравнения и калькулятор сил для транспортных средств
Уравнение и калькулятор сопротивления качению
Уравнение и калькулятор тяги в шинах
Уравнение и калькулятор тягового усилия в шинах
Механизмы в современном инженерном проектировании - Справочник для инженеров, дизайнеров и изобретателей Требуется премиум-членство
Уравнение для изохронной скорости регулятора мощности
Уравнения применения домкрата и калькулятор
Уравнение для изохронной скорости регулятора Портера
Уравнение для изохронной скорости регулятора Хартнелла

Уравнения и калькуляторы простых механических рычагов

Простой рычаг с несколькими грузами за пределами уравнений и калькуляторов опоры.
Сложение сил по параллелограмму, полученному из уравнения двух сил и калькулятора
Сложение сил по параллелограмму, полученному из уравнения двух сил и калькулятора
Нагруженный кольцевой болт, результирующая нагрузка
Уравнения и калькулятор рычагов равной длины с перекидным зажимом К рычажному механизму, обычно известному как перекидной шарнир, применяется станки разных типов, такие как вытяжные и тисненые, каменные дробилки и др., для обеспечения высокого давления. Принцип шарнирного соединения показано на рис. 1.
Поиск векторов двух параллельных компонентов уравнения и вычислителя одной силы, случай 1
Нахождение двух векторных одновременных компонентов уравнения одной силы и калькулятора, случай 2
Угол клинового ремня между двумя шкивами
Уравнения и калькулятор требований к конструкции клиновых ремней
Длина ремня, перемещающего три шкива
Теоретическая механика, кинематика, динамика и статика Премиум-членство, необходимое для просмотра документа / книги
Уравнение и вычислитель силы сопротивления воздуха для движения транспортного средства вперед
Скорость автомобиля на основе уравнений и калькулятора оборотов двигателя, размера шин и передаточного числа.
Пройденное расстояние при подъеме или спуске Уравнение и калькулятор
Уравнение и калькулятор для преодоления подъемов и тяги
Автомобиль преодолевает подъемы с учетом уравнения сцепления дорожных шин и калькулятора
Отбор мощности (ВОМ) на раздаточной коробке Скорость вращения на пройденное расстояние (метр) Уравнения и калькуляторы
Расчет поворотного круга транспортных средств и инженерные уравнения и калькуляторы
Уравнения нагрузки на оси грузовиков и легковых автомобилей
Уравнения и калькуляторы размеров шаровой муфты сцепного устройства прицепа
Прицепы с жестким дышлом / прицепы с центральной осью Уравнения и калькуляторы нагрузки
Уравнения и калькуляторы нагрузки на муфту сцепления седла
Калькулятор внешнего вида Женевского механизма и уравнения
Женева Расчетные уравнения и калькулятор внутреннего механизма
Расчетные уравнения и калькулятор механизма с кулисой
Конструкция механизма скотч-хомут, 48 страниц. Опытного инженера-механика попросили разработать плавный и надежный привод для плавного и непрерывного колебания длинной тонкой индукционной катушки.Катушка служит прецизионным элементом управления в большом линейном ускорителе. Часть А дела состоит из отчета о первом и втором проектах. Часть B - это краткое описание проблемы, которая возникла несколько месяцев спустя. Примечание инструктора прилагается.
Расчетные уравнения и калькулятор касательного котангенса
Расчетные формулы и калькулятор роликового фиксатора
Расчетные формулы и калькулятор механизма стопора плунжера
Расчетные уравнения и калькулятор кривошипно-шатунного механизма ползуна
Конструкция машины (С.I. Единицы), Р. ХУРМИ, 1251 стр.
Справочник по механическому проектированию, Питер Р. Н. Чайлдс, 373 страницы
Калькулятор электронных таблиц Excel для вытягивания групп образцов болтов, калькулятор электронных таблиц, рассчитанный в соответствии с девятым изданием AISC
Расчетная длина установочного штифта Уравнения и калькулятор для проверки напряжения сдвига и контактного давления
Балансировка вращающихся приспособлений для токарных операций на токарном станке Формулы и калькулятор Производственные приспособления, вращающиеся с высокой скоростью, требуют балансировки.Часто предполагается, что центр тяжести заготовки и приспособления, а также уравновешивающих масс находятся в одной плоскости; однако обычно это не так. Уравновешивающие массы требуются в двух отдельных плоскостях для предотвращения чрезмерной вибрации или нагрузок на подшипники на высоких скоростях.

Станок для обработки листового металла: расчет почасовой ставки

Меня часто спрашивают, какова эксплуатационная стоимость линии для обработки листового металла , и в этой статье я предоставлю метод ее расчета.

Мы увидим, что, особенно для новых линий, таких как профилегибочные линии , пробивной станок и лазерной резки , окупаемость и количество рабочих часов станка играют наиболее важную роль, и что окупаемость Это решение, которое должен принять производитель листового металла .

Иногда мои клиенты спрашивают меня, сколько они должны брать за машину в час, и в конце статьи мы увидим, что на этот вопрос есть немного другой ответ: в этом случае предприниматель должен решить, сколько из накладные расходы связаны с работой машины, какой валовой прибылью он хочет иметь и какова почасовая ставка, обычно применяемая на рынке.

Расчет почасовой стоимости машины

Почасовая стоимость машины представляет собой сумму следующих шести факторов, выраженных в почасовой стоимости (HC)

Давайте проанализируем каждый из этих факторов.

1. Почасовая стоимость инвестиций

Чтобы рассчитать почасовые затраты на инвестиции, мы начинаем со стоимости инвестиций и делим ее на количество лет, в течение которых мы хотим, чтобы машина окупилась.

В бухгалтерском учете амортизация машины обычно составляет 5 лет, но некоторые компании хотят, чтобы окупаемость была завершена в течение трех лет.

Полученное значение необходимо разделить на количество часов ожидаемой работы линии.

(Инвестиционный HC) = (Инвестиционная стоимость) / (Срок окупаемости) / (Расчетное количество часов работы)

Например, инвестиция на сумму 500 000 евро с трехлетним периодом окупаемости при работе 3000 часов в год даст почасовую Стоимость вложения 55,5 евро в час.

Если машина сдана в аренду, в качестве предупреждения можно рассчитать инвестиционный HC, разделив годовую стоимость аренды на количество часов ожидаемой работы.

(Инвестиции HC) = (Годовая стоимость аренды) / (Расчетные часы работы)

2. Электроэнергия HC

Почасовая стоимость электроэнергии рассчитывается на основе потребляемой мощности машины.

Потребляемая мощность - это не установленная мощность, указанная на этикетке машины, поскольку это безопасное значение, учитывающее одновременную работу всех инженерных сетей машины, что случается редко. Потребление энергии может быть измерено любым электриком в течение определенного периода времени с помощью специального прибора, и иногда оно составляет 50% от установленной мощности (на сервоэлектрических перфорационных линиях оно может составлять даже 15-20% от установленной мощности).

(Электроэнергия HC) = (Потребляемая мощность машины в кВт) * (Стоимость электроэнергии в [евро / кВтч])

Например, машина с потребляемой мощностью 20 кВт дает HC электроэнергии около 3 евро за рабочий час.

Новые сервоэлектрические технологии значительно снижают потребление энергии: например, один современный штамповочный станок с сервоэлектрическим питанием из катушки (см. Рисунок ниже) имеет энергопотребление менее 12 кВт по сравнению с более чем 30 кВт гидравлического штамповочного станка с аналогичными характеристиками.

3. Рабочая сила HC

Это затраты на рабочую силу, непосредственно связанные с обслуживанием машины. В некоторых случаях один оператор может обслуживать более одной машины, и в этих затратах необходимо учитывать процент его / ее времени на каждую машину.

(Labor HC) = (Operator HC) * (% времени на обслуживание машины)

Например, если у оператора есть затраты в 25 евро в час и он помогает машине 35% своего времени, Labor HC 8,8 евро в час. В машинах с большей степенью автоматизации этот процент ниже, чем в машинах с низким уровнем автоматизации или без нее.

4. Техническое обслуживание HC

Чтобы рассчитать эту стоимость, мы можем разделить годовые затраты на техническое обслуживание на количество расчетных часов работы машины. Стоимость технического обслуживания может быть получена из затрат на техническое обслуживание аналогичных машин в мастерской или может быть оценена как процент от стоимости инвестиций.

(Техническое обслуживание) = (Годовые затраты на техническое обслуживание) / (Расчетные часы работы)

Например, для машины с ежегодными затратами на техническое обслуживание 6000 евро и расчетными часами работы 3000 часов, годовая стоимость технического обслуживания составляет 2 евро в час.

5. Расходные материалы HC

Расходные материалы - это, например, стоимость изнашиваемых деталей, таких как пуансоны и матрицы, фильтры, смазочные материалы или вспомогательный газ для станков или линий лазерной резки, включающих сварку.

Эти затраты могут быть получены из исторической стоимости аналогичных машин или рассчитаны, и они являются прямой функцией количества часов работы линии.

В следующем примере мы рассмотрим расходные материалы HC стоимостью 8 евро.

6.Часовая стоимость занимаемой площади

Для полноты картины мы можем добавить почасовую стоимость площади, занимаемой машиной. Я предлагаю учесть годовую стоимость аренды аналогичной площади и разделить ее на количество расчетных часов работы в году.

(Занимаемая площадь HC) = (Стоимость арендуемой площади в год) / (Расчетное количество часов работы)

В следующем примере мы будем считать эту стоимость равной нулю.

Общая почасовая стоимость

В предыдущем примере общая почасовая стоимость составила 77,3 евро.Эта стоимость покрывает эксплуатационные расходы машины или линии, и, как мы видели, это уже связано с принятием решения о сроке окупаемости.

Инвестиционный HC для новых линий обычно является самым важным фактором суммы. Для машин, которые завершили период окупаемости или амортизации, этот коэффициент можно считать нулевым; обычно для Maintenance HC необходимо рассчитать более высокое значение.

Примечания

При расчете себестоимости продукции для клиента HC используется в следующей формуле:

(Общая стоимость производства) = (количество деталей) * (стоимость сырья на одну деталь) + ( HC) * [(время цикла на деталь в часах) * (количество деталей) + (время настройки в часах)] + (стоимость инструмента) + (стоимость программирования станка)

Мы наблюдаем следующее:

The Hourly Стоимость, умноженная на количество деталей и время цикла, является переменной стоимостью, которая зависит от общего количества произведенных деталей.

Время настройки машины также можно умножить на HC, так как в это время машина стоит. Это можно считать фиксированной стоимостью. Как мы увидим в одной из следующих статей, можно учесть время настройки, используя параметр «Эффективность» для системы.

Если производство требует изготовления инструмента, специфичного для производства, это также считается фиксированными затратами, как и затраты на программирование станка.

Определение почасовой стоимости станка для обработки листового металла

Предыдущие расчеты дают нам основу для определения стоимости нашего станка за час работы.

Зная почасовую стоимость станка, предприниматель теперь должен добавить еще два фактора: перераспределение накладных расходов и валовую прибыль, которую он хочет получить от работы станка.

Перераспределение накладных расходов

Накладные расходы - это структурные затраты компании, такие как коммерческие затраты, инвестиции, техническое обслуживание, отопление, административные и сервисные расходы, которые напрямую не связаны с производством. Не существует фиксированного правила для перераспределения этих затрат, но я предлагаю следующую формулу:

(Перераспределение накладных расходов HC) = (накладные расходы) / (Общая производственная площадь в квадратных метрах) * (Площадь, занимаемая станком, в квадратных метрах) / (Расчетные часы работы)

Таким образом, машина, занимающая меньшую площадь в цехе, будет «поглощать» меньше накладных расходов, чем машины большего размера.

Примечание: в Почасовую стоимость станка мы уже включили почасовые затраты на инвестиции в станок - либо как стоимость аренды, либо как амортизационные отчисления - и энергопотребление станка. Эти затраты обычно включаются в накладные расходы: для точности я предлагаю вычесть годовые затраты на инвестиции и годовое расчетное энергопотребление машины из (накладных расходов) в приведенной выше формуле. Таким образом, мы получаем менее консервативный расчет.

Маржа

Мы знаем, что стоимость - это расчет, а цена - это решение. Фактически, знание эксплуатационных расходов является важным шагом к правильному ценообразованию, а также для оценки новых инвестиций.

Чтобы рассчитать цену, нам теперь нужно добавить маржу, которую мы хотим иметь за отработанный час, в процентах. Вот формула:

(Почасовая цена) = ((Машина HC) + (Перераспределение накладных расходов HC)) / (100 - Маржа%) * 100

Например, мы обнаружили, что наша система имела HC 77 , 3 евро в час.Если перераспределение накладных расходов составляет 12 евро в час, и мы хотим иметь маржу в размере 15%, окончательная почасовая цена дает:

(Почасовая цена) = (77,3 + 12) / (100-15) * 100. = 105 евро в час.

Производитель листового металла также должен быть проинформирован о ценах, которые обычно применяются на рынке для машин того же типа, и учитывать это в своем окончательном решении.

Выводы

В этой статье я поделился простым методом расчета почасовой стоимости станка, который может быть применим для ряда станков для обработки листового металла и применяться даже за пределами отрасли производства листового металла.

Все расчеты предполагают некоторые оценки и стратегические решения, которые должен принять производитель листового металла, поэтому довольно часто можно увидеть, как две компании применяют разные почасовые расценки, исходя из их разных политик в отношении сроков окупаемости или структурного перераспределения затрат.

В любом случае, чтобы принять продуманное и эффективное решение по ценообразованию, предприниматель должен также знать цену за час, применяемую на рынке другими производителями в его районе.

Автор
Андреа Даллан - К.E.O.

Таблица функций (2 переменные) Калькулятор

[1] 2021/05/04 03:18 Женщина / Моложе 20 лет / Начальная школа / Ученица неполной средней школы / Не at All /

Цель использования
Чтобы найти необходимое уравнение с таблицей
Комментарий / запрос
Маршруты должны быть более точными, и должно быть больше вариантов, если мы хотим уравнение или что это такое.

[2] 2021/04/28 05:25 Мужчина / Моложе 20 лет / Старшая школа / Университет / аспирант / Не совсем /

Цель использования
Чтобы мои расчеты были быстрее для моего домашнее задание.

[3] 2021/04/26 00:22 Женский / До 20 лет / Начальная школа / Младший школьник / Не совсем /

Цель использования
Завершить таблицу с параболами по математике
Комментарий / запрос
Меньше требований к калькулятору, я хочу найти y, а не выражение

[4] 21.04.2021 02:30 Женский / До 20 лет / Начальная школа / Неполная средняя школа студент / Немного /

Цель использования
Нужна помощь с домашним заданием по математике.
Комментарий / запрос
Требуется уравнение таблицы функций.

[5] 2021/03/19 00:58 Женский / До 20 лет / Начальная школа / Неполная средняя школа / Немного /

Цель использования
Просто практика
Комментарий / Запрос
Мне нужно определить, какие функции (линейные, квадратичные или экспоненциальные) из таблиц.

[6] 2021/03/16 00:48 Мужской / До 20 лет / Старшая школа / Университет / аспирант / Очень /

Цель использования
Определение линейной или нелинейной функции.

[7] 2021/03/06 01:50 - / До 20 лет / Начальная школа / Неполная средняя школа / Немного /

Цель использования
Для домашнего задания по математике
Комментарий / запрос
Как мне получить ответ?

[8] 2021/02/19 02:15 Мужчина / До 20 лет / Старшая школа / Университет / аспирант / Немного /

Цель использования
онлайн-школа
Комментарий / запрос
как узнать, что это за функция

[9] 2021/02/04 01:24 Женский / младше 20 лет / старшая школа / университет / аспирант / полезный /

Цель использования
онлайн школьная работа
Комментарий / запрос
Спасибо за вашу помощь! Этот калькулятор классный! 🙂

[10] 2021/01/30 00:46 Женский / До 20 лет / Начальная школа / Младший школьник / Немного /

Цель использования
Повторная сдача теста

Difference Engine | вычислительная машина

Difference Engine , одна из первых вычислительных машин, чуть не являющаяся первым компьютером, спроектированная и частично построенная в 1820–30-е годы Чарльзом Бэббиджем.Бэббидж был английским математиком и изобретателем; он изобрел короволова, реформировал британскую почтовую систему и был пионером в области исследования операций и актуарной науки. Именно Бэббидж первым предположил, что погоду прошлых лет можно было определить по годичным кольцам деревьев. Он также всю жизнь увлекался ключами, шифрами и механическими куклами (автоматами).

Разностная машина

Завершенная часть разностной машины Чарльза Бэббиджа, 1832. Этот усовершенствованный калькулятор был предназначен для создания таблиц логарифмов, используемых в навигации.Ценность чисел была представлена ​​положениями зубчатых колес, отмеченными десятичными числами.

Музей науки Лондон

Подробнее по этой теме

Компьютер

: The Difference Engine

Чарльз Бэббидж был английским математиком и изобретателем: он изобрел короволова, реформировал британскую почтовую систему и был пионером ...

Как член-основатель Королевского астрономического общества, Бэббидж видел очевидную потребность в разработке и создании механического устройства, которое могло бы автоматизировать долгие и утомительные астрономические вычисления.Он начал с письма в 1822 году сэру Хэмфри Дэви, президенту Королевского общества, о возможности автоматизации построения математических таблиц, в частности таблиц логарифмов для использования в навигации. Затем он написал статью «О теоретических принципах механизма для расчета таблиц», которую он зачитал обществу позже в том же году. (Он выиграл первую золотую медаль Королевского общества в 1823 году.) Таблицы, которые использовались тогда, часто содержали ошибки, которые могли быть проблемой жизни и смерти моряков в море, и Бэббидж утверждал, что, автоматизируя производство таблиц, он может гарантировать их точность.Заручившись поддержкой в ​​обществе своей «Разностной машины», как он ее называл, Бэббидж затем обратился к британскому правительству с просьбой профинансировать разработку, получив один из первых в мире государственных грантов на исследования и технологические разработки.

Бэббидж очень серьезно подошел к проекту: он нанял мастера-машиниста, организовал пожаробезопасную мастерскую и построил пыленепроницаемую среду для тестирования устройства. До этого вычисления редко производились с точностью до 6 знаков; Бэббидж планировал регулярно выдавать 20- или 30-значные результаты.Разностная машина была цифровым устройством: она работала с дискретными цифрами, а не с гладкими величинами, и цифры были десятичными (0–9), представленными позициями на зубчатых колесах, а не двоичными цифрами («битами»), которые немецкий математик -философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц одобрил (но не использовал) в своем «Счетчике шагов». Когда одно из зубчатых колес поворачивалось с 9 на 0, это заставляло следующее колесо перемещаться на одну позицию, неся цифру, точно так же, как работал калькулятор Лейбница Step Reckoner.

Однако Difference Engine был больше, чем просто калькулятор. Он механизировал не только один расчет, но и целую серию вычислений по ряду переменных для решения сложной задачи. Он вышел далеко за рамки калькуляторов и в других отношениях. Как и в современных компьютерах, у Difference Engine было хранилище, то есть место, где можно было временно хранить данные для последующей обработки, и он был разработан для штамповки своих выходных данных в мягкий металл, который впоследствии можно было использовать для изготовления печатной формы.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Тем не менее, разностная машина выполнила только одну операцию. Оператор установит все свои регистры данных с исходными данными, а затем единственная операция будет многократно применяться ко всем регистрам, в конечном итоге приводя к решению. Тем не менее, по сложности и смелости конструкции он превосходил любые существовавшие в то время счетные устройства.

Полный двигатель, рассчитанный на размер комнаты, никогда не был построен, по крайней мере, Бэббиджем.Хотя он получал несколько государственных субсидий, они были спорадическими - правительства менялись, финансирование часто заканчивалось, и ему приходилось лично нести часть финансовых затрат, - и он работал с допусками строительных методов того времени или приближался к ним и столкнулся с многочисленные трудности строительства. Все работы по проектированию и строительству были прекращены в 1833 году, когда Джозеф Клемент, машинист, ответственный за сборку машины, отказался продолжать работу, если ему не была внесена предоплата. (Завершенная часть разностной машины находится на постоянной выставке в Музее науки в Лондоне.) См. Также Analytical Engine.

Дифференциальный двигатель

- История дифференциального двигателя Чарльза Бэббиджа


Чарльз Бэббидж, 1791–1871. Портрет из Illustrated London News , 4 ноября 1871 г.

Цифровая таблица - это инструмент, предназначенный для экономии времени и труда тех, кто занимается вычислительной работой. Самые старые из сохранившихся таблиц были составлены в Вавилоне в период 1800-1500 гг. До н. Э. Они предназначались для преобразования единиц, для умножения и деления, и они были начертаны клинописью на кусках глины.В течение I века до н. Э. Клавдий Птолемей в Александрии создал свою теорию о движении небесных тел в работе, которая позже стала известна под названием Альмагест

Они должны были составить один из важнейших астрономических документов Древнего мира, и они содержали все необходимые таблицы для расчета затмений, а также различные виды эфемерид, то есть таблицы, которые определяли положение небесных тел во время определенного периода. период, e.грамм. каждый день в течение всего года. В первой половине XIII века таблицы Птолемея привлекли внимание короля Кастилии Альфонса Мудрого. Затем он собрал в Толедо большое количество ученых, которым было поручено составить новую коллекцию астрономических таблиц. Говорили, что причиной этого стремления было то, что король Альфонсо, интересовавшийся астрономией, обнаружил много ошибок в таблицах Птолемея. Работа началась где-то в 1240-х годах и заняла около десяти лет.Изготовленные таблицы позже были известны как альфонсиновые таблицы . Огромные расходы были оплачены королем, имя которого вскоре распространилось с копиями таблиц по всему европейскому научному миру. Помимо вавилонских таблиц, работ Птолемея и таблиц альфонсов, в этот период было вложено много труда в создание множества других числовых таблиц различного типа.

С появлением искусства печати по всей Европе во второй половине 15 века были напечатаны первые таблицы.Например, таблицы альфонсов были напечатаны в Венеции в 1483 году. В конце шестнадцатого века было опубликовано несколько известных арифметических и тригонометрических таблиц. Для упрощения работы по умножению были опубликованы таблицы умножения. Настоящая революция в бизнесе таблиц произошла после открытия логарифмов Джоном Нэпьером в 1614 году. Имея под рукой таблицу логарифмов, вычислительные усилия можно было значительно сократить. В 1617 году Генри Бриггс опубликовал первую таблицу логарифмов.

Спустя двести лет, в начале XIX века, числовые таблицы все еще оставались самым важным средством расчетов в Европе. Единственными альтернативами были кости Напьера и логарифмическая линейка. Механические вычислительные машины были чрезвычайно редки, и в лучшем случае горстка очень избранных людей могла когда-либо использовать их для серьезных вычислений. Большинство из них были просто замечательными устройствами, иллюстрирующими научный прогресс человека, а не настоящими помощниками в вычислениях. Обычному калькулятору или ученому, которому приходилось выполнять сложные вычисления, требующие большой точности, стержни Напьера и логарифмическая линейка мало помогли.Фактически, его инструментами были ручка, бумага и таблицы. Были таблицы по математике, астрономии, навигации, физике, инженерии, статистике, торговле и финансам, в армии и во многих других областях. Однако публикация таких таблиц потребовала большого количества вычислений вручную, и конечный продукт был полон ошибок.

Где-то в 1821 году молодой английский математик Чарльз Бэббидж (биография Чарльза Бэббиджа) получил представление о механических вычислениях. Он предоставил нам две версии происхождения своих идей о машинах, но одна, написанная в 1822 году, кажется более правдоподобной, чем другая, появившаяся в его автобиографии примерно сорок лет спустя.
Согласно первой истории, в 1820 или 1821 году Астрономическое общество поручило Бэббиджу и его другу Гершелю одну из задач по улучшению таблиц навигационной книги Морской альманах . Они построили соответствующие формулы и поручили арифметику клеркам. Чтобы уменьшить количество ошибок, им пришлось выполнять вычисления дважды, каждый раз другим клерком. Затем они сравнили два набора на предмет расхождений. В ходе утомительной проверки Гершель и Бэббидж обнаружили ряд ошибок, и в какой-то момент Бэббидж сказал , что я хочу, чтобы эти вычисления были выполнены паром . Вполне возможно , - заметил Гершель.
Но в своей автобиографии Бэббидж вспомнил другую версию этой истории, которая, должно быть, произошла либо в 1812, либо в 1813 году:
«… Я сидел в комнатах Аналитического общества в Кембридже, наклонив голову вперед, как бы на стол. мечтательного настроения, передо мной лежала открытая таблица логарифмов. Другой член, войдя в комнату и увидев меня полусонным, крикнул: «Ну, Бэббидж, о чем ты мечтаешь?» на что я ответил: «Я думаю, что все эти таблицы» (указывая на логарифмы) «могут быть рассчитаны с помощью машин.”

Как бы то ни было, где-то в 1820 или 1821 году Бэббидж начал свою работу над вычислительной машиной, создав несколько конструкций для часовых механизмов, которые можно было заставить управлять набором колес с числами по краям, которые можно было печатать на бумаге. Он сделал небольшую модель, состоящую из 96 колес и 24 осей, которую позже сократил до 18 колес и 3 осей. Машина была готова к концу весны 1822 года, а в июне о ней было объявлено публично, и она была исследована несколькими членами Астрономического общества.
Похоже, Бэббидж очень мало знал о конструкции машин, механических вычислениях и истории таких машин в то время, потому что он начал с рассмотрения использования скользящих стержней вместо более естественного использования колес в механизме сложения. Этот вид механизма, который был «новым» в истории вычислительных машин, вызывает серьезные трудности в процессе переноса, факт, который, в конце концов, осознал Бэббидж. Фактически это, кажется, было для него таким откровением, что в ноябре 1822 года он очень торжественно отметил, что в будущем он решил всегда выбирать для этой цели круговое движение.
В рабочей модели была часть счетного механизма, включающая два порядка разности, но не печатный механизм. Он успешно вычислил первые тридцать значений, исходя из формулы + x + 41 , которая была его любимым примером, потому что она генерирует множество простых чисел. Машина выдавала правильные результаты со скоростью 33 цифры в минуту, поэтому значения были сведены в таблицу за две с половиной минуты. Позже в том же году Бэббидж написал записку в Общество и статью «О теоретических принципах механизма для расчета таблиц» для журнала Brewster's Journal of Science:
. Я придумал методы, с помощью которых машина будет устанавливать тип в порядок определяется расчетом.Устройства таковы, что… не должно существовать возможности ошибки в любой печатной копии таблиц, вычисленных этим механизмом.
Бэббидж написал также письмо на общую тему президенту Королевского общества сэру Хэмфри Дэви. В этом письме Бэббидж указал на преимущества, которые такая машина имела бы для правительства при создании длинных таблиц для навигации и астрономии, и предложил сконструировать машину в увеличенном масштабе для использования правительством.
Астрономическое общество с энтузиазмом восприняло предложение Бэббиджа, а Королевское общество положительно отозвалось о его проекте по созданию так называемой разностной машины , специализированной вычислительной машины для расчета таблиц с использованием метода разностей

Бэббидж не был первым, кто предложил печатный калькулятор, и не он был первым, кто предложил метод разностей в качестве подходящего принципа, на котором основываются механизированные вычисления.Эта награда принадлежит немецкому инженеру и мастеру-строителю Иоганну Хельфриху Мюллеру, который описал свои мечты о вычислительной машине, основанной на методе разностей, еще в 1784 году, но его идея осталась только на бумаге. Есть свидетельства того, что в какой-то момент Бэббидж узнал о Мюллере и его проекте, но, скорее всего, это произошло после 1821 года, когда он уже начал свою работу над Difference Engine

В чем суть метода разностей, лежащего в основе первого автоматического вычислительного устройства Бэббиджа.Рассмотрим ту же формулу, которую использовал Бэббидж: T = x + x + 41 . Он генерирует последовательность значений для , которые оказываются простыми числами, как показано в таблице на соседнем рисунке, где для отмечен первый столбец разностей, а для - второй столбец разностей. Если мы возьмем разности между последовательными значениями , эти так называемые первых разностей подчиняются довольно простому правилу. Если мы возьмем различия между различиями, известные как секундных различий , результат будет еще более поразительным - второе различие является константой.Обладая этими знаниями, таблица может быть построена очень простым способом, как показано в рамке в таблице. Возьмите второе различие и добавьте его к первому различию, чтобы сформировать новое первое различие, 4 + 2 = 6. Процесс можно обобщить. В нашем примере вторая разница постоянна, потому что функция T является квадратичной. Если бы функция T была кубической, например T = x , тогда вторая разница была бы изменена, но третья разница, разница между последовательными вторыми разностями, была бы постоянной.В общем, многочлен степени будет иметь постоянную разность n и , и каждое следующее новое значение функции может быть получено путем n простых сложений.

Полезность разностных методов значительно увеличивается благодаря тому факту, что любой участок непрерывной функции с хорошим поведением может быть аппроксимирован полиномом. Чем короче участок и выше степень полинома, тем ближе приближение. Поэтому, если мы хотим табулировать функцию, такую ​​как синус или время заката, необходимо только разделить функцию на достаточно короткие интервалы и найти подходящий аппроксимирующий полином для каждого интервала.Затем можно использовать метод разностей для табулирования функции на протяжении всего интервала. Этот процесс известен как подведение итогов. Бэббидж понял, что машина может выполнять этот процесс подведения итогов. Во-первых, ему нужен был механизм для раздельного хранения чисел, соответствующих значениям табличного значения, первой разности, второй разности и т. Д., И механизм для добавления каждой разности к значению предыдущей разности.

В процессе конструирования и создания своей разностной машины Бэббиджу потребовалось множество точных чертежей деталей.Используя эти чертежи, он почувствовал, что они не полностью и адекватно описывают механизм. Для машины с множеством частей, движущихся по-разному, статические чертежи могли показать только форму и расположение частей. Поэтому Чарльз разработал систему механических обозначений, которая также указывала бы, как движутся части - их скорости и взаимосвязи. В отличие от обычных рисунков, обозначения не отображали формы деталей. Скорее, это была таблица чисел, линий и символов, описывающая действия машины.Это была общая система, которую можно было использовать для описания любой машины. Чарльз опубликовал описание своей механической нотации в «Философских трудах» Королевского общества в 1826 году, а затем в 1851 году (см. «Законы механической нотации»). Однако эта механическая нотация не получила широкого распространения.

В интервью, проведенном в 1823 году между Бэббиджем и министром финансов, было достигнуто довольно расплывчатое устное соглашение, согласно которому правительство выделит средства для предприятия, что, как ожидалось, займет три года.Его собственное Астрономическое общество было настолько впечатлено машиной, что наградило его своей первой золотой медалью в 1824 году. В том же году британское правительство внесло Бэббиджу гонорар в размере 1500 фунтов стерлингов, и он начал конструировать полную разностную машину . Бэббиджу была нужна небольшая фабрика и компетентные рабочие, хотя изначально две комнаты в доме Бэббиджа были переоборудованы в мастерские, а третья - в кузницу. Он нанял хорошего инженера Джозефа Клемента для обслуживания механических работ в своей мастерской. К 1828 году Чарльз потратил на строительство более 6000 фунтов стерлингов, а правительство возместило ему только 1500 фунтов стерлингов.После положительного отчета друзей Чарльза из Королевского общества правительство согласилось компенсировать разницу. Но работа шла довольно медленно.

Весь проект занял намного больше времени, чем кто-либо ожидал. Пока шло изготовление основных деталей, нужно было рисовать выкройки для других. Полный набор планов был завершен только в 1830 году. К тому времени рабочие Клемента произвели много тысяч деталей, но мало что сделали.
Вскоре Бэббидж и правительство решили вынести чертежи и сборку из магазина Клемента.На территории Бэббиджа была построена двухэтажная пожаробезопасная мастерская и второе здание для разностной машины. Бэббидж намеревался перенести все предприятие Клемента в эти новые помещения. Однако Клемент сопротивлялся, потому что на средства, которые Бэббидж предоставил ему, он значительно расширил свою мастерскую. Теперь у него было много станков и несколько сотрудников, и он использовал их для выполнения другой работы, помимо той, которую нанял Бэббидж. И согласно торговой практике того времени, он утверждал, что оборудование принадлежит ему, а не Бэббиджу или правительству.
В 1832 году рабочие Клемента завершили сборку двигателя столько, сколько у них было деталей (было изготовлено около 10000 деталей). Хотя секция вычислений была в основном завершена, секция печати - нет. С этого времени дальнейшая работа не велась. Клемент не стал перемещать свое оборудование в мастерскую Бэббиджа, и только в 1834 году был передан сам двигатель. К тому времени правительство израсходовало 17000 фунтов стерлингов, а Бэббидж потратил около шести тысяч фунтов собственных денег. Правительство не желало идти дальше, учитывая необходимость реорганизации всего проекта после того, как Клемент и Бэббидж расстались.
Почти все части всего вычислительного механизма были изготовлены, но не собраны, когда работа над проектом прекратилась в начале 1833 года. Часть счетного механизма была собрана в 1832 году (см. Нижнюю фотографию) для демонстрации комитету Королевского общества и парламента, что проект продвигается удовлетворительно, но он ограничен двумя порядками разницы и пятью цифрами, подходящими только для демонстрационных целей.
Он составляет примерно одну треть высоты и половину ширины, или примерно одну седьмую всего счетного механизма, и состоит примерно из 2000 бронзовых и стальных деталей.Одна только счетная часть была бы в 7 раз больше, чем собранный маленький блок. Предполагалось, что вся машина будет содержать около 25000 деталей и весит более 2 тонн, с размерами примерно 260 см в высоту, 230 см в ширину и 100 см в глубину.

Часть дифференциального двигателя 1832 г. сборки

Конструкция разностного двигателя

Разностная машина состоит из двух основных частей - вычислительного механизма и механизма печати и управления.На нижнем чертеже от 1830 г. фасада (верхняя часть рисунка) и планах (нижняя часть) разностной машины они хорошо видны. Слева расположен счетный механизм, хорошо видны оси фигурных колес для табличного значения (крайний справа) и шесть разностей. Печатный механизм находится справа, а движущийся стол, несущий пластину для стереотипной печати, и сектор, содержащий штампы цифрового типа, видны в центре обоих чертежей.

Фасад (верхняя часть рисунка) и чертежи в плане разностной машины, с 1830 г.

Цифры представлены в разностном механизме вращением горизонтальных шестерен.Номер состоит из ряда этих фигурных колес, вращающихся вокруг общей вертикальной оси. Самое нижнее колесо представляет единицы, следующие десятки, следующие сотни и так далее. Фигурные колеса имеют диаметр около 15 сантиметров и разнесены по осям вертикально на расстоянии около 7,5 сантиметров. Бэббидж использовал термин ось для обозначения набора колесиков с цифрами, которые вместе хранят число как набор десятичных цифр. Вся система различий состоит из оси для табличного значения функции, другой оси для разности, третьей оси для второй разности и так далее для любого количества порядков разностей, которое требуется.

Фрагмент разностной машины (с фронтисписа Отрывков из жизни философа , 1864)

Каждая ось служила не только как хранилище чисел, но и как механизм сложения. Сложение происходило в два этапа, которые будут объяснены со ссылкой на добавление первой разницы к табличному значению. Внутри каждого первого разностного фигурного колеса находится механизм, который совершает столько же шагов, сколько значение, сохраненное в фигурном колесе.Если колесо фигурки единиц стоит на отметке 3, механизм будет перемещаться по трем ступеням. Это движение передается с помощью передачи на соответствующее колесо фигурки оси табличных значений. Если последняя изначально стояла на 5, она будет перемещена на три ступени и станет на 8. Этот процесс происходит одновременно в позициях десятков, сотен, тысяч и других цифр.

Может случиться так, что добавление фигурного колеса приведет к переносу, который должен быть перенесен на следующую более высокую позицию цифры. Если цифра единиц табличного значения изначально была 6 и добавляется 7, она переместится на семь позиций вперед и станет равной трем, но перенос также должен быть передан на колесо чисел десятков табличного значения.Распространение переноса осложняется тем фактом, что, если колесо с цифрами десятков уже стоит в 9, оно будет перемещено переносом до положения 0, и новый перенос будет распространен на колесо с цифрами сотен. В разностной машине эти последовательные переносы могут распространяться, а иногда и должны, от единиц вверх через колесо наиболее значимых фигур. Таким образом, каждое добавление состоит из двух отдельных этапов - одновременного добавления всех цифр первой разности к соответствующим цифрам табличного значения и последовательного распространения переносов от единиц до наиболее значимых цифр по мере необходимости.

Табулирование функции включает в себя повторение этого базового процесса сложения для каждого из задействованных порядков различия. Так как каждая ось также является механизмом сложения, табулирование кубической функции из третьих разностей, например, требует шести шагов для каждого полученного табличного значения (см. Рисунок рядом):
1. Добавление третьих разностных цифр ко вторым разностным разрядам
2 Распространение переноса между цифрами второй разности
3. Вторая разница добавляется к первой разности
4.Распространение переноса между цифрами первой разности
5. Первое различие добавляется в столбец результата
6. Произошел перенос в столбец результата

Отрицательные числа могут обрабатываться без дополнительных механизмов, представляя их как дополнения к десяти.
Эту схему легко распространить на разности более высокого порядка. Очевидно, что количество шагов - это удвоенное количество степеней функции, а это значит, что для более высоких степеней функций потребуется много шагов.Бэббидж нашел способ изменить порядок вычислений так, чтобы для каждого полученного табличного значения требовалось всего четыре шага, независимо от количества задействованных различий. Это характерно для сложных логических соображений, лежащих в основе замыслов Бэббиджа.
Бэббидж заметил, что когда первая разница добавляется к табличному значению, на шагах пять и шесть, как третья, так и вторая разностные оси не работают. Таким образом, он мог бы добавить третье различие ко второму различию, шаги один и два, в то же время, когда первое различие добавляется к табличному значению.Шаги один и два перекрывают шаги пятый и шестой. Таким образом, для каждого полученного табличного значения требуется только четыре единицы времени для шагов с третьего по шестой. В современной терминологии мы бы назвали устройство оборудования для выполнения вычислений таким образом конвейером
Идея перекрытия может быть расширена до более высоких различий, и новое табличное значение всегда может быть получено в четыре этапа, а именно:
1. Нечетный различия добавляются к четным и к результату.
2. Перенос происходит в равных различиях и в результате.
3. К нечетным добавляются четные разности.
4. Перенос происходит в нечетных разностях.
Эта измененная форма расчета не только значительно экономит время, но также значительно упрощает управление вычислительным механизмом.

Похоже, что Чарльз Бэббидж изначально не определял математическую мощность двигателя. Он описывает его только как - двигатель большего размера . В 1823 году двигатель делали на расчет с четырьмя порядками разницы.Количество цифр не упоминалось. В 1829 году было сказано, что машина способна работать с разностями шестого порядка, 12 цифрами, и печатать результат 16 цифр со скоростью сорок четыре цифры в минуту. В какой-то момент Бэббидж согласился на шесть порядков разницы, но количество цифр продолжало меняться в зависимости от автора. 18 цифр упоминаются в 1834 году, и, как старик, сам Бэббидж сказал, что вся машина была способна производить вычисления с 20 разрядами цифр.

Матрицы для создания стереотипов таблиц были бы изготовлены в типографии.Результат должен был быть взят из столбца результатов в вычислительном блоке и передан в печатный блок. Там одиннадцать стальных штампов должны были напечатать результат и аргумент на медной пластине, создав распечатку, подобную этой, показанной на рисунке рядом.

Очень жаль, что работа над разностной машиной так близка к завершению. Генри Бэббидж позже подсчитал, что хватило бы еще пятисот фунтов. Бэббидж легко мог найти средства, однако его чувства и отношение как к правительству, так и к Клементу не позволили ему сделать это.Кроме того, в течение года или двух ум Бэббиджа продвинулся далеко в направлении гораздо более сложной и интеллектуально полезной Аналитической машины. Тогда не было никакой возможности вернуться к первоначальному дизайну разностной машины и довести его до завершения, даже если бы события сделали это возможным.
В конце 1860-х Бэббидж сказал: «Я не закончил эту [разностную машину], потому что работая над ней, я пришел к идее моей аналитической машины, которая могла бы делать все, на что она способна, и многое другое.На самом деле идея была настолько проще, что для завершения вычислительной машины потребовалось бы больше работы, чем для разработки и создания другой целиком, поэтому я обратил свое внимание на аналитическую машину ».

Тем не менее, не может быть и речи о том, что Разностная машина была великим памятником человеческой изобретательности и способности механизировать все виды труда. Идея была слишком важной и захватывающей, чтобы ее забыть. Усилия Бэббиджа вызвали широкую огласку, что было важным фактором сохранения идеи.Другим фактором, естественно, была сама проблема. Горстке изобретателей, все с разным опытом, в течение XIX века предстояло попытаться построить разностные двигатели в соответствии со своими собственными идеями. Первым из них был швед Пер Георг Шойц, которому удалось лишь с небольшой частью ресурсов Бэббиджа в середине XIX века создать работающий разностный двигатель.

В течение нескольких лет Бэббидж демонстрировал рабочую часть своей разностной машины в одной из своих гостиных и использовал часть вычислительного механизма для вычисления почти сотни функций.Он даже разработал некоторые улучшения оригинального механизма. В разностной машине всякий раз, когда в наборе вычислений требовалась новая константа, ее приходилось вводить вручную. В 1834 году Бэббидж придумал способ механической вставки различий, располагая оси разностной машины по кругу так, чтобы столбец «Результат» находился рядом с столбцом последнего различия и, таким образом, легко находился в пределах досягаемости от него. Он назвал это устройство двигателем, поедающим собственный хвост . Но вскоре это привело к идее управлять машиной совершенно независимыми средствами и заставлять ее выполнять не только сложение, но и все арифметические процессы по желанию в любом порядке и столько раз, сколько потребуется.Работа над первой разностной машиной была остановлена ​​10 апреля 1833 г., а первый чертеж аналитической машины датирован сентябрем 1834 г.

После завершения работы над разработкой аналитической машины в 1847 году Бэббидж обратился к разработке разностной машины № 2, используя улучшенные и упрощенные арифметические механизмы, разработанные для аналитической машины. Логическая схема была такой же, как и в более ранней разностной машине, но он использовал более простые механизмы для хранения и добавления чисел и распространения переноса.Механизм печати был упрощен, так что целое число отпечатывалось на печатной форме как одно действие, а не цифра за цифрой. Обычная печатная копия с использованием красящих валиков была сделана одновременно. Управление было устроено одним стволом очень просто. К середине 1848 г. был подготовлен проект и полный комплект чертежей. Эти Бэббидж предложил британскому правительству, по-видимому, для выполнения обязательства, которое, по его мнению, существовало в результате провала проекта по созданию первой разностной машины, но правительство не проявляет интереса к новой конструкции.

Счетные машины Бэббиджа и связанные с ними материалы были унаследованы его младшим сыном, генерал-майором Генри Прево Бэббиджем (1824–1918), который проявил большой интерес к работе своего отца. В подростковом возрасте Генри и его старший брат Дугалд проводили время в рисовальном кабинете Бэббиджа и в мастерской, изучая навыки мастерской. Позже Генри хорошо разбирался в конструкции разностного (и аналитического) двигателя и установил тесные отношения со своим отцом, которого он посетил в отпуске после продолжительной военной службы в Индии.Бэббидж завещал свои чертежи, мастерскую и уцелевшие физические реликвии двигателей Генри, который пытался продолжить работу своего отца и популяризировать двигатели после смерти Бэббиджа.

Генри был у постели отца, когда Бэббидж умер 18 октября 1871 года, и с 1872 года он продолжал усердно работать над своим отцом, а затем с перерывами ушел на пенсию в 1875 году. Он собрал около шести небольших демонстрационных деталей для разностной машины номер 1 и одну из них. он отправил в Гарвард.В 1930-х годах эта штука привлекла внимание Говарда Эйкена, создателя Harvard Mark I, калькулятора с программным управлением.

Верьте только половине того, что вы видите, и ничему, что вы слышите.
Эдгар Аллан По

Краткая история | Двигатель Бэббиджа

Эпоха машин

Середина XIX века была временем беспрецедентных инженерных амбиций.Машиностроение, транспорт, связь, архитектура, наука и производство были в состоянии лихорадочных изменений. Изобретатели и инженеры использовали новые материалы и процессы, и казалось, что изобретениям и инновациям нет конца. Паровые машины постепенно вытеснили животных в качестве источника движущей силы. Железные корабли начали конкурировать с парусами, железнодорожные сети быстро расширились, а электрический телеграф начал революцию в связи. Наука, инженерия и процветающие новые технологии открывали безграничные перспективы.

Инженеры, архитекторы, математики, астрономы, банкиры, актуарии, подмастерья, страховые брокеры, статистики, навигаторы - все, кому нужны вычисления - полагались на печатные числовые таблицы для чего-то большего, чем тривиальные вычисления. Печатные таблицы рассчитывались, копировались, проверялись и набирались вручную. Общеизвестно, что люди подвержены ошибкам, и некоторые опасаются, что необнаруженные ошибки обернутся катастрофой.

Непогрешимые машины

В виньетке 1821 года Бэббиджа и его друга, астронома Джона Гершеля, проверявшего вычисленные вручную таблицы, Бэббидж, обнаруживая ошибку за ошибкой, был вынужден воскликнуть: «Я хочу, чтобы эти вычисления были выполнены паром».Утомительно утомительный труд вручную проверять таблицы - это одно. Хуже была их ненадежность. Бэббидж предпринял амбициозное предприятие по разработке и созданию механических вычислительных машин - огромных машин беспрецедентных размеров и сложности - чтобы исключить риск человеческой ошибки. Безошибочность оборудования устранила бы риск ошибки при расчетах и ​​транскрипции (копировании результатов). Автоматический набор устраняет риск ошибки, когда ручная установка приводит к разрозненному шрифту.Стереотипы - процесс, который автоматически влияет на результаты на мягком материале для изготовления печатных форм - устранит ошибки при повторной печати. Специальные устройства безопасности обеспечили бы целостность результатов. Результат будет безупречным. Это было намерение, но ему не удалось его реализовать.

Разностный двигатель № 1 - судьбоносный старт

Его первая машина, Difference Engine No. 1, была разработана для автоматического вычисления и табулирования математических функций, называемых полиномами, которые имеют мощные общие приложения в математике и технике.Бэббидж тесно сотрудничал с Джозефом Клементом, мастером по изготовлению инструментов и чертежником, которому было поручено изготавливать детали. Разностный двигатель № 1 требовал 25 000 деталей и должен был весить приблизительно четыре тонны.

Строительство

было внезапно остановлено в 1833 году, когда Клемент сбил инструменты и уволил своих рабочих после спора с Бэббиджем по поводу компенсации за перемещение мастерской Клемента ближе к дому Бэббиджа. Двигатель так и не был построен. Позднее около 12000 неиспользованных прецизионных деталей были переплавлены на металлолом.Для британского правительства, финансировавшего это предприятие, проект обошелся дорого. Когда были оплачены последние счета, казначейство потратило 17 500 фунтов стерлингов - стоимость двадцати двух новеньких паровозов с завода Роберта Стефенсона в 1831 году - огромная сумма.

Готовая часть незаконченного двигателя

Небольшая демонстрационная сборка была построена и доставлена ​​Бэббиджу Клементом в 1832 году. Этот «красивый фрагмент», одна седьмая часть вычислительной секции, - все, что Бэббидж смог показать после десятилетия инвестиций.Бэббидж использовал произведение для развития своих идей о вычислениях, а также для ярких демонстраций ученым, гостям, высокопоставленным лицам, ученым и друзьям. Устройство подтвердило надежность конструкции и возможность создания полноценной машины. Это был первый успешный автоматический калькулятор и один из лучших образцов точной инженерии того времени. Он остается одним из самых знаменитых символов в доисторические времена автоматических вычислений.

Аналитическая машина

В 1834 году, когда проект разностной машины застопорился, Бэббидж задумал новую, более амбициозную машину, позже названную аналитической машиной - программируемую вычислительную машину общего назначения.Аналитическая машина - это качественный скачок в логической концепции и физических размерах, а ее конструкция считается одним из поразительных интеллектуальных достижений века.

Аналитическая машина включает в себя многие важные принципы, заложенные в современных цифровых компьютерах, и ее концепция знаменует переход от механизированной арифметики к полноценным вычислениям общего назначения. Если бы двигатель был построен, он бы затмил даже огромный разностный двигатель, и запускать его вручную было бы не по силам самому сильному оператору.«Расчет паром» было бы чем-то большим, чем просто оборот речи. Именно на аналитической машине Бэббиджа во многом основывается статус «первого компьютерного пионера».

Ада Лавлейс

В 1833 году Бэббидж встретил на вечеринке Аду Лавлейс, дочь известного британского поэта лорда Байрона. Лавлейс, которому было всего семнадцать, имел какое-то математическое образование, что было необычно для женщины того времени. Она была очарована небольшой рабочей частью машины и со временем стала горячим сторонником работы Бэббиджа.

В 1843 году Лавлейс опубликовала статью итальянского инженера Луиджи Менабреа, которую она перевела с французского. К нему она приложила собственные обширные примечания, которые в три раза превышали длину основной статьи. Примечания включали описание шагов, которые движок предпримет для решения определенных математических задач - процедур, которые мы теперь называем программами - первые опубликованные описания такого рода.

Лавлейс предположил, что машина может выходить за рамки чисел и в более общем плане манипулировать символами в соответствии с правилами.Она увидела, что числа могут представлять собой сущности, отличные от количества - буквы алфавита, музыкальные ноты - и что, управляя числами, вычислительные машины могут расширить свои возможности за пределы мира математики. В свете событий 20 и века это представление является пророческим, и Бэббидж, похоже, не представлял его с какой-либо ясностью.

Двигатель второго отличия

Когда Бэббидж усовершенствовал механизмы аналитической машины, он увидел, как можно упростить конструкцию разностной машины.Между 1847 и 1849 годами он разработал новый двигатель, разностный двигатель № 2. В новой конструкции были использованы многие методы, разработанные для более требовательной аналитической машины.

Новый дизайн был элегантным и эффективным, и для большей вычислительной мощности потребовалось треть количества частей, меньшее, чем у Difference Engine № 1. С 8000 деталей двигатель будет весить пять тонн, иметь длину одиннадцать футов и высоту семь футов. Бэббидж не пытался построить машину.Именно этот проект был окончательно построен и завершен в 2002 году и является первым из проектов двигателя Бэббиджа, который был реализован полностью.

Два вдохновленных шведа

Во времена Бэббиджа другие пытались построить двигатели различий, но все они закончились плачевно. Вдохновленный описанием первого двигателя Бэббиджа, опубликованным в 1834 году, шведская группа отца и сына Георг и Эдвард Шойц построили рабочий прототип, построенный в 1843 году. Затем последовали две полностью спроектированные версии из металла, первая в 1853 году в Стокгольме. , второй в 1859 году в Лондоне для Главного регистрационного бюро.

Ни один из них не имел особого успеха. Надежды на экономию от автоматического составления таблиц с помощью машин не оправдались. Что еще хуже, машина, сделанная в Лондоне, не имела устройств безопасности Бэббиджа, имела тенденцию к выходу из строя и требовала постоянного ухода. И отец, и сын умерли банкротами. Строительство двигателей различий способствовало их разорению. Три двигателя теперь находятся в музеях, прекрасное свидетельство разбитых надежд и финансовой катастрофы.

Почему Бэббидж потерпел неудачу

Бэббидж не смог построить полную машину, несмотря на независимое богатство, социальное положение, государственное финансирование, десятилетие проектирования и разработки и лучшие британские инженерные разработки.Причины все еще обсуждаются, и коктейль из соображений богат. Бэббидж был колючим персонажем, в высшей степени принципиальным, легко обижался и подвергался яростной публичной критике тех, кого считал своими врагами. Безудержные затраты, высокая точность, катастрофический спор с его инженером, прерывистое финансирование, политическая нестабильность, обвинения в личной мести, задержки, отсутствие доверия и культурный разрыв между чистой и прикладной наукой - все это факторы.

Бэббидж тоже был тухлым публицистом.Он не любил читать лекции о своей работе, не заявлял и не пропагандировал математический потенциал своих двигателей. В результате машины были оценены в основном по их практической полезности для создания безошибочных таблиц, и эксперты того времени не согласились с тем, что в новых таблицах есть какая-то реальная потребность. Некоторые утверждали, что существующие таблицы уже были достаточно точными и что не было экономического оправдания больших капитальных затрат на создание его огромных машин. Другие сомневались в том, что двадцать, тридцать и пятьдесят цифр точности, на которых настаивал Бэббидж, были оправданы, когда измерения могли производиться с точностью до нескольких десятичных знаков.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *