Експлуатація електроприводів зерноочисних машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

1 ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

1.1 Вимоги до технологічного процесу

1.1.1 Нормативні документи щодо якості продукції виробництва

1.1.2 Нормативні документи щодо вимог до технологічного процессу

1.2 Прийнята технологія виробничих процесів

1.3 Вибір технологічного обладнання

2.ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ

2.1 Особливості експлуатації силового електрообладнання обєкту

2.2 Вибір і перевірка електроприводу робочої машини

2.2.1 Обгрунтування структури і режиму роботи електроприводу норії НЗ-20

2.2.2 Розрахунок потужності приводу робочої машини

2.2.3 Вибір і перевірка приводного електродвигуна норії

2.3 Технічна характеристика силового електрообладнання

3.РОЗРОБКА СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГОКЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЛІНІЇ ПОПЕРЕДНЮЬОГО ОЧИЩЕННЯ ЗЕРНА

3.1 Вимоги до системи автоматизованого керування електроприводом техно ло гічної лінії попереднього очищення зерна

3.2 Вибір параметрів контролю і керування

3.3 Розробка функціональної схеми автоматизації

3.4 Розробка принципової електричної схеми керування електроприводом технологічної лінії

3.5 Вибір технічних засобів автоматизації

3.6 Оцінка надійності елементів схеми керування автоматизованого керування

3.7 Специфікація матеріалів та обладнання

Висновки

Список літератури

ВСТУП

Переробка та зберігання зерна містять в собі багато технологічних прийомів. Тому перед колективами елеваторів, млинів, круп`яних і комбікормових заводів стоять великі задачі з удосконалення матеріально-технічної бази, автоматизації виробничих процесів та оснащенню підприємств новим прогресивним обладнанням. Для елеваторів виготовляються норії, стрічкові, скребкові транспортери і гвинтові транспортери, автомобільні підйомники тощо.

Для післяжнивної обробки зерна та підготовки насіння використовують стаціонарні комплекти машин у вигляді зерноочисних агрегатів для сухих регіонів або зерноочисно-сушильні комплекси для вологих регіонів продуктивністю від 10 до100 т/год. і вентильовані бункери ємністю до 100 т. Очищене продовольче зерно відправляється на зберігання до елеватора.

Технологічний процес зберігання зерна на елеваторі ґрунтується на принципі потокової обробки зерна у силосних блоках. Усі операції з приймання, транспортування і відпуску зерна на елеваторі механізовані та електрифіковані.

Для зерноприймальних відділень елеваторів характерним є сезонність у роботі і невеликий обсяг використання протягом року. Електроприводи зернотранспортних машин експлуатується в запилених приміщеннях з підвищеною небезпекою.

Необхідно пам`ятати, що кожен елеватор незалежно від якості проектування, створює потенційну небезпеку виділення і вибуху пилу. Електроприводи зерноочисних машин експлуатується в запилених приміщеннях або на відкритому повітрі.

1 ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

1.1 Вимоги до технологічного процесу

елеватор завантаження силовий електрообладнання

1.1.1 Нормативні документи щодо якості продукції виробництва

Основні нормативні документи, що регламентують якість виробництва:

- ДСТУ 2422-94 Зерно заготівельне і постачальне. Терміни та визначення

- ДСТУ 3355-96 Продукція сільськогосподарська рослинна. Методи відбору проб у процесі карантинного огляду та експертизи;

-ДСТУ 4117:2007 Зерно і продукти його переробки. Визначення показників якості методом інфрачервоної спектроскопії;

-ДСТУ 4233:2003 Зернові культури. Визначення об'ємної щільності, так званої «маси на гектолітр». Частина 1. Контрольний метод;

- ДСТУ 4234:2003 Зернові культури. Визначення об'ємної щільності, так званої «маси на гектолітр». Частина 2. Робочий метод;

- ДСТУ ГОСТ 29144:2009 Зерно і зернопродукти. Визначання вологості

- ДСТУ 6639-1:2007 Зернові і бобові. Виявлення прихованого заселення комахами;

- ДСТУ 6639-2:2007 Зернові і бобові. Виявлення прихованого заселення комахами;

- ДСТУ 6639-3:2007 Зернові і бобові. Виявлення прихованого заселення комахами;

- ДСТУ 6639-4 Зернові і бобові. Виявлення прихованого заселення комахами;

- ДСТУ 13690-2003 Зернові, бобові та продукти їхнього помелу.

Відбирання проб;

- ДСТУ 21415-1: 2009 Пшениця та пшеничне борошно. Вміст клейковини. Частина 1. Визначання сирої клейковини ручним способом;

- ДСТУ 21415-2:2009 Пшениця та пшеничне борошно. Вміст клейковини. Частина 2. Визначання сирої клейковини механічним способом;

- ДСТУ 12955-2001 Продукти харчові. Визначення афлатоксину В1 та суми афлатоксинів В1, В2, G1 та G2 у зернових культурах, фруктах з твердою шкіркою та похідних від них продуктах,

Метод високоефективної рідинної хроматографії за допомогою постколонкової дериватизації та очищання на імунній колонці;

- ДСТУ 15141-1-2001 Продукти харчові. Визначення охратоксину, А у зерні та продук тах із зернових культур. Частина 1. Метод високоефективної рідинної хроматографії з очищанням силікагелем;

- ДСТУ 15141-2-2001 Продукти харчові. Визначення охратоксину А у зерні та продуктах із зернових культур. Частина 2. Метод високоефективної рідинної хроматографії з очищанням бікарбонатом.

1.1.2 Нормативні документи щодо вимог до технологічного процессу

Нормативні вимоги до технологічного процесу попереднього очищення зерна визначаються прийнятою технологією і залежать від технологічних інструкцій використання відповідного обладнання.

Загальні вимоги до проведення технологічного процесу виготовлення розділяються на декілька категорій: вимоги до технологічного процесу, вимоги до виробничих приміщень, вимоги до зберігання і транспортування сировини, готової продукції і відходів виробництва.

Основні нормативні документи, що регламентують вимоги до технологічного процессу:

- ДСТУ 26582-85 Машини та обладнання продовольчі.Загальні технічні умови

- ДСТУ 12.3.009-76 Система стандартів безпеки праці. Роботи вантажно-розвантажувальні. Загальні вимоги безпеки;

- ДСТУ 12.2.124-90 Система стандартів безпеки праці. Устаткування продовольче. Загальні вимоги безпеки;

- ДНАОП 0.00-1.21-98 Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів;

- НПАОП 40.1-1.01-97 Правила безпечної експлуатації електроустановок.

- НПАОП 01.2-1.01-67 Техніка безпеки для робітників, які зайняті монтажем технологічного устаткування;

- НПАОП 01.1-1.01-00 Правила охорони праці у сільськогосподарському виробництві;

- НПАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціалних установок;

- НПАОП 2.1.10-1.01-86 Правила безпеки при виробництві та післязбиральній обробці продукції рослинництва.

1.2 Прийнята технологія виробничих процесів

Основне обладнання технологічних ліній завантаження на зернових елеваторах є автомобілерозвантажувачі, норії і транспортери. Для транспортування зерна на елеваторі застосовують норії та транспортери.

Для вертикального переміщення зерна на елеваторах використовується норія (ковшовий елеватор). В залежності від способу розвантаження, норії поділяють на відцентрово-гравітаційні та гравітаційні. Перші переважно використовують для переміщення сухого зерна і подрібнених продуктів, другі - для вологого і засміченого зерна .

На елеваторах використовують норії з відцентрово-гравітаційним розвантаженням з швидкістю стрічки 1,0…1,8 м/с (передбачено ГОСТ 10190 - 70). Такі норії відносяться до типу І і застосовуються для транспортування зерна і мучнистих продуктів.

Для завантаження зерна у силоси на елеваторах використовують норії,

машинобудівні заводи випускають норії типу І і ІІ

Норії типу І мають швидкість стрічки 1,0...1,8 м/с, гравітаційне і відцентрово-гравітаційне розвантаження ковшів. Норії типу ІІ - швидкість стрічки 2,2...3…3,6 м/с, відцентрове розвантаження ковшів.

Відповідно до ГОСТ 10190-70, передбачені три типи ковшів: І (дрібні) - для борошнистих продуктів у норії типу І; ІІ (середні) - для зерна; ІІІ (глибокі) - для зерна і компонентів комбікормів. Крім того, застосовують жалюзійні ковші і ковші без дна. Ківш без дна являє собою усічену правильну чотирикутну піраміду, відкриту зверху і знизу. Ковші кріплять до стрічки впритул один до іншого, через кожні 3 метри ставлять ківш із дном. У результаті на стрічці норії утворюється ніби зерновий стовп.

Для норії застосовують плоскі прогумовані тканинні ремені шириною до 300 мм чи гумовотканинні транспортні стрічки шириною більш 300 мм (ГОСТ 20-76).

В голівці норії на ведучому валу змонтовані барабан і привід норії від електродвигуна через циліндричний двохступеневий зубчастий редуктор.

Вали з'єднані пружними втулочно-пальцевими муфтами. На однім з кінців швидкохідного валу редуктора встановлений кульковий зупинювач.

В башмаці норії змонтований барабан з підшипниками, натяжна станція і заслінки приймальних носків. В конструкції башмака норії передбачені місця для установки приладів контролю швидкості обертання натяжного барабану і запобігання завалу норії зерном.

Тяговим органом норії є стрічка, що огинає верхній (привідний) і нижній (натяжний) барабани, робочим органом - ковші.

Для запобігання завалу норії зерном на стінках приймальних носків башмака встановлені два мембранних датчика МДУ-2С. При збільшені в приймальних носках допустимого рівня зерна тиск на мембрану датчиків збільшується, в результаті чого розмикаються контакти кола керування електродвигуном подавального транспортера. Транспортер зупиняється, а норія продовжує працювати і зменшує підпір зерна в приймальному носку.

Контроль швидкості при пробуксовці або обриві стрічки здійснюють за допомогою пристрою УКС в комплекті з магніто-індукційним датчиком ДМ-2, який закріплений на двох бобишках, приварених до натяжної рами.

Для горизонтального переміщення зерна на елеваторі використовують стрічкові транспортери. За конструктивним виконанням стрічкові транспортери поділяють на роликові і безроликові. На елеваторах найбільш часто використовують стаціонарні роликові транспортери. Стаціонарний стрічковий роликовий транспортер має станину, два кінцевих барабана відповідно з натяжною і привідною станціями, поворот ний барабан, стрічку, яка огинає ці барабани, верхні лоткові і нижні прямі роликові опори, розвантажувальний візок.

Для розвантаження зерна з автомобілів і причепів, в яких зерно поступає на елеватор використовують автомобілерозвантажувачі. Автомобілерозвантажувач ГУАР-30 - це комбінована установка стаціонарного типу призначена для розвантаження зерна з одиночних автомобілів та автотягачів з напівпричепами через відкритий задній борт і причепів - через відкритий боковий борт. Гідросистема призначена для піднімання і опускання великої платформи і нахилу малої платформи.

Зерноочищувальні агрегати типу ЗАВ призначені для очищення зерна, вологість якого в період збирання не перевищує 16% і немає необхідності в його штучному сушінні.

Транспортування зерна до елеватора з здійснюється автотранспортом. Після доставки зерна до приймального відділення елеватора робиться зважування на вагах і вивантаження з автомобіля розвантажувачем ГУАР-15Н у завальний бункер. На елеваторі зерно обробляє система машин, зв'язаних між собою єдиним технологічним потоком.

Завантажувальна норія подає зерно у повітряно-решітчасту зерноочисну машину. Через централізовану повітряну систему по передатних транспортерах зерно надходить у трієрні блоки. Після обробки зерно надходить у блоки бункерів: чистого зерна; відходів; фуражу; резервний, з яких відвантажується очищене зерно на склад.

Базова модель - зерноочисний агрегат ЗАВ-20 продуктивністю 20 т/год. (продовольчого зерна) і 10 т/год. (насінного зерна) - складається з будівельної частини, що включає: завальний бункер, приймальні норії, фундаменти під опори, металевої арматури агрегату, площадку під установки автомобілерозвантажувача; і набору машин і обладнання, що включає: автомобілерозвантажувач АР; завантажувальну норію НЗ; дві повітряно-решітчасті зерноочисні машини ЗВС-1, ЗВС-2; два трієрних блоки ТБ1, ТБ-2; централізовану повітряну систему з вентилятором В; два передатних транспортери ТР-1, ТР-2; пульт керування із системою автоматичного контролю рівня фракцій у секціях датчиками SB1… SB4 і арматурою перекриття. Блок бункерів поєднує бункер очищеного зерна, секцію відходів, секцію фуражу і бункер резерву.

Усі машини й обладнання ув'язані між собою по продуктивності і змонтовані на блоці бункерів, до якого кріпиться перекриття.

Розміщення технологічного обладнання зерноочищувального агрегату і блокування шафи керування дозволяють працювати за різними технологічними схемами:

1 - очищення двома технологічними рівними потоками: повітряно-решітчасте очищення - трієрне очищення - блок бункерів;

2, 6 - очищення одним потоком: повітряно-решітчасте очищення;

3, 5 - очищення одним потоком: повітряно-решітчасте очищення - трієрне очищення;

4 - те ж, що і схема 1, але без трієрного очищення.

З автомобіля зерно вивантажується автомобілерозвантажувачем із двигуном потужністю 7,5 кВт у завальний бункер. Через вікно бункера воно надходить у нижню голівку завантажувальної норії НЗ. Кількість зерна, що надходить, регулюють заслінкою, якою керує механік зі свого робочого місця. Норія піднімає зерно наверх, де розподільний клапан розділяє його на дві рівні частини і по зерновідводам зерно надходить у прийомні камери двох паралельно працюючих машин ЗВС-1, ЗВС-2.

Система розподільних клапанів і пристроїв направляє зерно на повітряно-решітчасті машини і в бункер резерву. З прийомних камер машин зерновий лоток за допомогою живильних валиків з навантаженими клапанами подається в повітряні канали, підключені системою повітроводів до централізованої повітряної системи. Надлишок зернового матеріалу з прийомних камер скидається в бункер резерву.

У повітряних каналах виділяються легкі домішки, що по системі повітроводів надходять в осадову камеру централізованої повітряної системи. З камери повітря, очищене від домішок вентилятором В, попадає в атмосферу, а домішки в секцію відходів. Очищений від легких домішок зерновий матеріал подається на решітку машин і тут поділяється на три фракції: очищене, фуражне зерно і домішки.

Очищене зерно надходить у шнекові бічні живильники передатних транспортерів ТР-1, ТР-2, а з них по нахиленим жолобам у трієрні блоки ТБ-1, ТБ-2. Фуражне зерно і домішки через лійки і систему зернопроводів направляються у відповідні бункери. Очищення зернового матеріалу трієрними циліндрами може бути настроєне на відділення довгих домішок, а при необхідності ще і коротких.

Очищене зерно і довгі домішки по зернопроводам самопливом надходять відповідно в бункер чистого зерна і секцію відходів. Фуражні відходи пневмотранспортер подає через відстійник домішок у секцію фуражу.

Інші схеми роботи агрегату складають частину основної схеми.

Наприклад, при малому надходженні зерна чи несправності однієї з машин, може діяти тільки перша чи друга лінія. У залежності від призначення зерна всі схеми можуть працювати без трієрів.

Якщо спостерігаються перебої з підвозу зерна, використовують зерно із резервного бункера.

1.3 Вибір технологічного обладнання

Зерноочисну машину вибирається, виходячи із обсягу зерна, що надходить до зерноочисного агрегату протягом години (т/год.)

(1)

де F - площа під даною культурою, га;

g - Врожайність, т/га;

N - Тривалість збирання, 25 діб;

t - Число годин роботи зерноочисного пункту в добу, 14 год. ;

k - Коефіцієнт, що враховує зміну продуктивності машин при очищенні зерна різних культур і при різних ступенях вологості і засміченості, 1,3.

Значення F і g приймають за перспективним планом виробництва

. (1.2)

Приймаємо агрегат ЗАВ-20 продуктивністю з продовольчого зерна 20 т/год. для зерна на насіння - 10 т/год.

Зерноочисний агрегат складається з наступного технологічного обладнання: централізована повітряна система з вентилятором СВМ-6М і пневмотранспортером, розвантажувач автомобілів ГУАР-15, завантажувальна норія НЗ-20, дві повітряно-решітчасті зерноочисні машини ЗАВ-10-3000, два передатних транспортери ЗАВ-10-5000, два трієрних блоки ЗАВ-10,9А. Усі машини й обладнання зв'язані між собою за продуктивністю і розміщені на блоці букерів, які одночасно є несучою конструкцією технологічного устаткування і ємністю для проміжного збереження фракції очищення.

Устаткування розміщене на блоці бункерів таким чином, щоб технологічний процес виконувався найбільше ефективно з найменшим застосуванням транспортуючих пристроїв. Відповідно до прийнятої технології вибране наступне стандартне технологічне устаткування, технічна характеристика якого приведена в табл.1.3.

Таблиця 1.3 - Відомості про технологічне обладнання.

Назва обладнання	Тип	Кількість, шт.	Продуктивність т/год.	Встановлена потужність, кВт
Автомобілерозвантажувач	ГУАР-15Н	1	-	7,5
Повітряно-решітчаста зерноочисна машина	ЗАВ-10.3000	2	10	2,2
Блок трієрний	ЗАВ-10,9А	2	10	4,4
Централізована повітряна система з пневмотранспортером	ЗАВ-20.6000	1	20000 м3/год
Завантажувальна норія	НЗ-20	1	20	3,0
Транспортер передаточний	ЗАВ-10-5000	2	10	3,0
Комплект зернопроводів та повітроводів	ЗАВ-20.8000	1	-	-
Пульт керування	ЗАВ-20.7000	1	-	-

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ

2.1 Особливості експлуатації силового електрообладнання обєкту

На підприємствах для приводу робочих машин використовуються асинхроні двигуни з короткозамкненим ротором, які мають високі енергетичні показники, порівняно малу вартість, безпечні та надійні в експлуатації. Вибір електродвигуна потребує особливої уваги, оскільки від цього залежить керованість електроприводом, його регулюючі властивості, надіність його роботи з робочою машиною, енергетичні показники та експлуатаційні характеристики.

Вибір проводиться за багатьма показниками і умовами, основними з яких є:

- відповідність електродвигуна параметрам мережі;

- відповідність кліматичного виконання та категорії розміщення електродвигуна умовам навколишнього середовища;

- високі енергетичні показники при роботі з технологічним обладнанням;

- відповідність електродвигуна умовам пуску, презавантажувальній здатності та іші показники.

Елетродвигун, при виборі його за умовами навколишнього середовища,

характеризується наступниками показниками:

- кліматичне виконання;

- категорія розташування;

- ступінь захисту.

Відповідно до Держстандарту 19348-82 все електрообладнання сільськогосподарського призначення повинно бути кліматичного виконання У3 .

Приміщення зерноочищувального агрегату, відносяться до запилених приміщень . Тому вибираємо електродвигуни, що відповідають категорії розміщення УЗ.

Відповідно до Держстандарту 19348-82 і рекомендацій вибираємо електродвигуни серії АИР.

2.2 Вибір і перевірка електроприводу робочої машини

2.2.1 Обгрунтування структури і режиму роботи електроприводу норії НЗ - 20

Норії, являють собою самостійною каркасною установккою що не вимагає додаткового обслуговування і призначені для роботи у складі схеми технологічного процесу з тривалим режимом роботи як усередині приміщень, так і на відкритому повітрі, для вертикального переміщення сировини на елеваторах, млинах, комбікормових та інших зернопереробних підприємствах.

Сировиною для транспортера служать зерно, крупа, борошно, висівки та інші сипучі матеріали з питомою вагою 250-850 кг/м3.

Норія НЗ - 20 сккладається з башмака, приводної головки та стрічки з ковшами.

Башмак складається з корпусу, натягача, натяжної барабана і, засипний горловини.

Корпус Башмака - це конструкція, зібрана болтами, що має одну або дві засипні горловини для подачі вихідного продукту для транспортування.

Засипна горловина розташована на передній частині Норії (де ковші переміщуються в кожусі вгору). При такому розташуванні споживання енергії найменше. Для легковагих продуктів раціонально розташувати засипну горловину в задній частині Норії (потужність зменшується на ~ 20%).

У корпусі також є два шибера для очищення донної частини корпусу і розміщується Натяжний барабан, закріплений на двох опорних підшипниках. Виставлення натяжної барабана зі спорядженої стрічкою в робоче положення досягається за допомогою натяжної пристрої, які за допомогою двох шпильок рухає натяжна барабан вниз. Натяжна барабан в торці вала має різьблення для закріплення робочого елемента ємнісного датчика швидкості.

На натяжній пристрої конструктивно передбачено кріплення безпосередньо самого ємнісного датчика, який припиняє подачу струму до двигуна, якщо стрічка починає прослизати або зупиняється.

Приводная головка складається з корпусу, кожуха, приводного барабана, електродвигуна, сполучної муфти, редуктора або мотор-редуктора.

Корпус приводной головки - це суцільнозварна конструкція. У внутрішній частині розміщується приводний барабан на опорних підшипниках, регульована знизу висипні горловина, а зовні розміщується конструкція кріплення приводу.

Висипна горловина зазвичай розташована на задній частині приводний головки (де ковші з допомогою відцентрової сили здійснюють розвантаження). У кожусі розміщена верхня частина висипний горловини з жорстко прикріпленій футерувального пластиною, що служить для запобігання пошкодження зерна і зменшення зносу металу. Кожух складається з двох незалежних половинок, легко відкриваються на завісах при проведенні регламентних робіт.

У виконанні з редукторним обертання від електродвигуна за допомогою клинопасової передачі передається на швидкохідний вал редуктора. Від тихохідного вала редуктора обертання через муфту передається на вал приводного барабана..

При використанні в якості приводу мотор-редуктора, мотор-редуктор одягається безпосередньо на вал приводного барабана.

Пристрій запобігання зворотного ходу стрічки розміщено на валу приводного барабана .При комплектації двигуном з електричним гальмом, пристрій зворотного ходу зазвичай не поставляється.

Конструктивно на корпусі передбачено розміщення індуктивного (або сенсорного) датчика, який припиняє подачу струму до двигуна, якщо відбувається переповнювання продукту в висипний горловині.

Стрічка з ковшами представляє замкнутий елемент, укладений в труби і натягнутий навколо барабанів

Сировина надходить в башмак норії через патрубок для завантаження. З черевика сировину забирається полімерними або суцільнотягнені металевими ковшами, закріпленими на безперервній норійної стрічці. Завантаження зерна можна робити як по напрямку руху стрічки з ковшами, так і проти напрямку руху.

Стрічка з завантаженими ковшами рухається від черевика до приводний голівці по квадратних норійні труб. Під дією відцентрової сили, в голівці норії сировину вивантажується в патрубок для вивантаження. Стрічка з порожніми ковшами повертається до башмака для завантаження.

Управління норією здійснюється від пульта управління. При цьому має бути передбачено відключення приводу норії в наступних випадках:

- обривабо пробуксовка стрічки;

- переповнення загружаемой ємності;

- накопичення транспортується сировини в приводної станції.

2.2.2 Розрахунок потужності приводу робочої машини

Технічні дані норії Нз - 20; виробництво 20т/год; передача двухступынчатий мотор редуктор з колесами; висота 17,8 м.

Потужність на приводному валу норії визначаємо за формулою;

, (2.1)

де Q_H - виробництво норії кг/с;

H_HP - висота підйому матеріалу Ннр= 17,8м; . g - прискорення вільного падіння g = 9,81 м/с;

Ю_нр - коефіцієнт передачі від двигуна до норії Ю_нр = 0,5 ;

Ю_п - коеіфцієнт передачі норії Ю_п = 0,86;

К_з - коефіцієнт запасу К_з = 1,25.

кВт .

2.2.3 Вибір і перевірка приводного електродвигуна норії

Вибір і превірка приводного електродвигуна норії НЗ-20

Момент на валу робочої машини;

, (2.2)

де - номінальна кутова швидкість вала робочої машини, рад/с;

= 8,37 рад/с (2.3)

Розрахунок за формулою (2) момент на валу робочої машини;

Н·м.

Момент та потужність приводного електоро двигуна, враховуючи формули (2.2) і (2.3)

, (2.4)

, (2.5)

де - коефіціент передачі = 47;

- ККД редуктора = 0,9;

- ККД норії = 0,7;

К_з = коефіцієнт запасу К_з = 1,25.

Момент на валу приводного двигуна і розрахункова потужність електродвигуна

= 13,5Н м,

= 1992,6Вт,

= 147,6.

Приймаємо електродвигун типу АИР90L4У3, для якого = 2,2 кВт

n_H = 1400 об/хв; І_Н = 5,2; = 0,81; = 0,83; м_max=2,0; м_п=1,9; м_min=1,6; .

Перевірка електродвигуна приводу норії устаткування НЗ-20 виконується за наступними умовами:

- за умовою пускового моменту

(2.6)

де М_п - пусковий момент двигуна на зниженій нвпрузі, Н·м,

М_зр - момент зрушення робочої машини Н·м.

Пусковий момент електродвигуна на зниженій напрузі визначається

де М_п = Р_н/ - номінальний момент електродвигуна Н·м;

- номінальна кутова швидкість електродвигуна, об/хв;

- номінальна частота обертання, об/хв;

- кратність пускового моменту;

К_v - коефіцієнт зниження напруги, К_v = 0,9;

Р_н - номіна потужність елетродвигуна, Вт.

При цьому

,

,

Н·м.

Момент зрушення робочої машини на холостому ходу приведений до вала двигуна

, (2.7)

.

Двигун задовольняє умовам пуску (4)

= = 3,37Н·м.

- за умовою мінімального моменту

, (2.8)

де ² - мінімальний момент електродвигуна при зниженій напрузі, ;

- момент опору робочої машини при мінімальній швидкості,

Момент опору при будь якій швидкості визначаемо за рівняням

(2.9)

де х - показник ступеню, характеризує зміну моменту при зміні швидкості,

х = 1,7.

Мінімальна частота обертання визначається

, (2.10)

де

- синхрона кутова швидкість, рад/с;

₁ - частота напруги живлячої мережі,Гц;

Р - кількість пар полюсів електродвигуна.

.

Момент опору робочої машини приведений до вала двигуна

За виразом (8) визначаємо момент опору при .

Таким чином, момент опору при швидкості, яка відповідає мінімальному моменту, дорівнюе

Мінімальний момент електродвигуна при зниженій напрузі

² = 17,5.

Проводимо перевірку за умовою (7)



умова виконується.

- перевірка на перевантажувальну здатність за умовою

(2.10)

де ² - максимальний моммент електродвигуна при критичній швидкості,

При цьому

²=26,3

Визначаємо критичну швидкість

, (2.11)

де S_К - критичне ковзання, в.о.

Критичне ковзання визначається

. (2.12)

- номіальне ковзання,в.о.

При цьому

,

.

Тоді за виразом (7)

Визначаємо момент опору робочої машини за виразом (2.8)

Проводимо перевірку за умовою (10) на превантажувальну здатність

= 14Н·м.

Умова виконується, а також виконується всі попередні умови, тому в якості приводного електродвигуна норії НЗ-20 приймаємо електродвигун

АИР90L4У3 з P_H = 2.2 кВт.

2.3 Технічна характеристика силового електрообладнання

Технічна характеристика силового електрообладнання лінії наведена в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 - Технічна характеристика силового електрообладнання

Марка робочої машини	Тип двигуна	, кВт	, хв-1
ГУАР-15Н	АИР132S4У3	7,5	1430	0,88	0,86	2.0	1,6	2,2	5,5
Норія НЗ-20	АИР90L4У3	2,2	1420	0,81	0,83	2,0	1,6	2,2	6,5
ЗАВ-10.3000	АИР80А4У3	1,1	1395	0,75	0,81	2,2	1,6	2,2	5,5
	АИР80А4У3	1,1	1395	0,75	0,81	2,2	1,6	2,2	5,5
ЗАВ-10,9А	АИР90L4У3	2,2	1420	0,81	0,83	2,1	1,6	2,2	6,5
	АИР90L4У3	2,2	1420	0,81	0,83	2,1	1,6	2,2	6,5
СВМ-6М	АИР160S4У3	1,5	1455	0,90	0,89	1,9	1,8	2,9	7,0
ЗАВ-10.5000	АИР80В4У3	1,5	1395	0,78	0,83	2,2	1,6	2.2	5,5
	АИР80В4У3	1,5	1395	0,78	0,83	2,2	1,6	2.2	5,5

3.РОЗРОБКА СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГО КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЛІНІЇ ПОПЕРЕДНЮЬОГО ОЧИЩЕННЯ ЗЕРНА

3.1 Вимоги до системи автоматизованого керування електроприводом технологічної лінії попереднього очищення зерна

Система автоматизованого керування технологічної лінії попередньо го очищення зерна повинна забезпечувати:

- автоматизований електропривод робочих машин лінії;

- живлення кіл керування від мережі змінного струму напругою 220В

та частотою 50 Гц:

- автоматизований і налагоджувальний режим роботи схеми електричної принципової керування технологічною лінією:

- запуск електродвигунів приводу робочих машин в послідовності, яка передбачена технологічним процесом:

- захист силового електрообладнання від струмів перевантаження та від струмів короткого замикання :

- аварійну зупинку лінії:

- контроль рівня зерна в бункерах:

- контроль температури в сушарці:

- контроль за ходом технологічного процесу за допомогою звукової та світлової сигналізації:

3.2 Вибір параметрів контролю і керування

Високоефективне використання зерноочисних агрегатів типу ЗАВ, як показала практика, неможливе як без засобів автоматизації усього технологічного процесу, так і окремих основних технологічних ліній.

Автоматизація завантаження потокової лінії дозволить інтенсифікувати технологічний процес, підвищити продуктивність праці, поліпшити якість кінцевого продукту, зберегти енергоємність установок і знизити витрати на обробку одиниці продукції. Отриманий при цьому ефект залежить від ступеня автоматизації агрегату.

Сучасний стан сільськогосподарської техніки для обробки зерна дозволяє здійснювати лише автоматизацію окремих операцій і централізоване керування із загального пульта .

Якісна робота очисних і сортувальних машин, у першу чергу, може бути забезпечена за рахунок рівномірного завантаження органів очищення . Навіть при правильно підібраних (по продуктивності) машинах зерно на вторинне очищення, як правило, подається нерівномірно . Спостерігається або їхнє недовантаження, або перевантаження, причому істотно знижується якість очищення. Для забезпечення необхідної якості очистки машину ставлять на примусовий режим роботи, при якому в машину подається лише необхідна кількість зерна . Стабілізувати потік зерна на вторинне очищення можна за допомогою автоматичного регулювання витрат. Це забезпечить рівномірну подачу при надлишку зерна на вході в очисну машину й усуває коливання витрат, викликаних перемінною сипкістю зерна через отвори, через коливання вологості і засміченості, а також через коливання рівня зерна в бункері.

У зерноочисних агрегатах ЗАВ централізація керування електроприводами машин ще не доведена до необхідного рівня . У деяких господарствах автоматом закриття заслінки норії вручну регулюють ступінь відкриття шибера.

Однак, даним процесом можна керувати дистанційно за допомогою електромагнітного або електрорушійного приводу. Використання серійних електромагнітів змінного струму приводить до громіздких і ненадійних конструкцій, тому що робочий хід цих магнітів дуже невеликий. Більш працездатним і надійним приводом є привід з електрорушійними механізмами типу ПР-1М, МЭК, БИМ та інші .

В механізмах ПР-1М, МЭК-10Б, БИМ-2,5 застосовані однофазні конденсаторні електродвигуни потужністю 50…60 Вт, в механізмі БИМ-25 - трифазний асинхронний електродвигун, а в механізмі МЭО-63 - спеціальний двохфазний електродвигун типу Д-50 [2].

У процесі експлуатації необхідно враховувати, що переводити заслінку з одного положення в інше при заповненому зернопроводі не можна. При порушенні цього правила можна поламати механічну частину заслінки - полотнину, валик і т.д., або перевантажити електропривод. Забивання пазів заслінки приводить до перевантаження двигуна, появи люфтів у зубчастій передачі і, отже, неповному закриттю шибера і значному пропуску зерна.

Відповідно до прийнятої технології вибираємо параметри для контролю і керування. Перелік контрольованих і керуючих параметрів наведений у табл. 3.2.

Таблиця 3.2 - Параметри контролю та керування

Тип технологічного обладнання	Параметри
	контрольовані	керуючі
Бункер чистого зерна	Рівень зерна в бункері чистого зерна	Вмикання та відключення лінії
Бункер відходів	Рівень зерна в секції відходів	Вмикання та відключення лінії
Бункер фуражного зерна	Рівень зерна в секції фуражу	Вмикання та відключення лінії
Норія завантажувальна	Включений, відключений стан електродвигуна, струм завантаження, частота обертання	Увімкнення та відключення електродвигуна, керування закриттям та відкриттям заслінки
	Маса зерна, що подається на сортування	Керування закриттям та відкриттям заслінки
	Швидкість норійної стрічки	Вимкнення норії

3.3 Розробка функціональної схеми автоматизації

Технологічний процес завантаження потокової лінії полягає в наступному. Транспортування зерна від комбайна до приймального відділення здійснюється автотранспортом. Після доставки до приймального відділення зерно вивантажується з автомобіля автомобілерозвантажувачем у завальний бункер. Далі його дозованим потоком подають норією в машину первинної очистки, де зерновий ворох очищується від крупних і частково легких домішок. Відходи самопливом зсипаються в бункер.

Після машини первинної очистки зерно обробляється на двох паралельно працюючих трієрах, які виділяють довгі та (або) короткі домішки. Якщо в зерні відсутні довгі або короткі домішки, то його після машини первинної очистки норією направляють в бункер чистого зерна.

Схема функціональна автоматизації лінії очищення зерна наведена

на аркуші 03ЕЕК.047.310000А2 графічної частини частини проекту.

3.4 Розробка принципової електричної схеми керування електроприводом технологічної лінії

Машинами і механізмами агрегату керують дистанційно з пульта. У схемі передбачені кола блокування і сигналізації. Блокувальні електричні зв'язки між окремими машинами дозволяють при аварійному і випадковому виході з ладу однієї з машин автоматично виключити всі попередні машини і механізми технологічної лінії. Сигналізація полегшує спостереження за ходом процесу і роботою обладнання.

Перед пуском зерноочисного агрегату вибирають відповідно до необхідної технології номер технологічної схеми і ставлять універсальний перемикач SA1 у визначене положення, при цьому проміжні реле SL готують до ввімкнення обрану технологічну лінію в послідовності, обумовленій в табл. 8.2, а оператор кнопкою SB9 подає звуковий сигнал.

Наприклад, технологічну схему запускають у такій послідовності: КМ1, КМ6, КМ7, КМ8. Кнопкою SB1 включають пускач КМ1, у роботу вступає двигун М1 вентилятора. Замикаючі блок-контакти КМ1 закриваються і кнопками SB2 і SB3 вводять у дію трієрні блоки із двигунами М2,М3. Закриваються блок-контакти КМ2 і КМ3 у колі пускачів КМ4 і КМ5, КМ6 і КМ7, і кнопками SB4 і SB5 вмикають транспортери, а кнопками SB6 і SB7 - зерноочисні машини. Починають працювати обидві зерноочисні машини і транспортери, що передають зерно в блоки трієрів. Після закриття контактів КМ5 і КМ6 виявляється можливим запустити в хід двигун М8 завантажувальної норії.

Інші технологічні потоки вступають у роботу аналогічним чином.

Схема електрична принципова показана на аркуші графічної частини 03ЕЕК.047.320000Э3.

3.5 Вибір технічних засобів автоматизації

У відповідності до вибраних параметрів конролю й керуваня наведемо характеристику вибраних технічних засобів автоматизації і керування.

Для контролю рівня зерна в бункерах використовується датчики рівння.

Результати вибору датчика рівння, у відповідності до технологічних параметрів наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2.

тип	Чутливий елемент	Виконання за ступенем захисту	Напруга зміного струму	Струм	Призначення
ЕСУ-1М	мембрана	IP 65	220 В	2 А	Конроль рівння зерна

Для контролю швидкості норії використовують реле контролю швидкості.

Результати вибору датчиків рівня, у відповідності до технологічних параметрів наведені в таблиці 3.3

Таблиця 3.3.

Тип	Ступінь захисту	Напруга	Вибухозахисний рівень	Час увімкнення	Час вимкнення	Споживання потужності
УКС-1	ІР 30	220...380 В	ІА	2…6 сек	2…5 сек	10 ВА

Індуктивний датчик швикості для контролю швидкості працює з реле контрою швидкості, характеристика наведена в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4.

Тип	Вихідний сигнал	Увімкнення	Захист	Температура середовища	Напруга споживання
NBB8-18GM50-E0-V1	NPN Нормально відкритий	3-х полюсне гніздо	IP67	-25..+70С	24В пост струму

3.6 Оцінка надійності елементів схеми керування автоматизованого керування

Для визначення надійності схеми автоматичного керування розраховуємо інтенсивність відмовлень елементів схеми, що є відношенням числа відмовлень в одиницю часу до середнього числа елементів, що продовжують працювати в даний відрізок часу. Імовірність безвідмовної роботи схеми керування визначається за формулою

, (3.6)

де - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив навколишнього середовища на збільшення інтенсивності. Для стаціонарних наземних установок [

- інтенсивність відмовлень кожного елемента, год.^-1;

- час роботи схеми, год.

Користуючись довідковою літературою, визначаємо інтенсивність відмовлень елементів схеми. Дані інтенсивності відмовлень елементів наведені в табл. 3.6.

Визначаємо імовірність безвідмовної роботи схеми за зміну.

.

Наробіток на відмовлення або час безвідмовної роботи

, (3.7)

год.,

що відповідає середнім показникам надійності промислових засобів автоматизації.

Таблиця 3.6 - Дані для розрахунку надійності схеми керування.

Назва елементів	Одиниця вимірювання	Кількість	Інтенсивність відмовлень
			одного елементу	всіх елементів
Магнітний пускач	шт.	8	0,01·10-3	0,08·10-3
Автоматичний вимикач	шт.	5	0,00022·10-3	0,0011·10-3
Проміжне реле	шт.	4	0,007·10-3	0,028·10-3
Кнопка керування	шт.	10	0,0009·10-3	0,0009·10-3
Перемикач	шт.	2	0,014·10-3	0,028·10-3
Резистор	шт.	13	0,006·10-3	0,078·10-3
Лампа сигнальна	шт.	13	0,001·10-3	0,013·10-3

3.7 Специфікація матеріалів та обладнання

Специфікація матеріалів та обладнання приведенна в таблиці 3.7

Таблиця 3.7 - Специфікація на матеріали та обладнання

Позиційне позначення	Назва	Кількість	Примітка
А1	Розподільний пункт ПР 8501-2-УХЛ3, ТУ 16.656.092-85	1
А2	Шафа керування ШАИ 5919-13А3У3 ТУ16.346.046.062-82	1
А3	Ящик керування Я5108-3477У2 ТУ16.346.646.086-85	1
А4	Щиток освітлювальний ЯРН 8501-4217 ТУ 16.678.263-81	1
КМ	Магнітні пускачі:
KM1	ПМЛ 322002, ТУ 16.644.001-83	1	Ін = 40 А
КМ2… КМ8	ПМЛ 122002, ТУ 16.644.001-83	7	Ін = 10 А
КМ9	ПМЛ 222002, ТУ 16.644.001-83	1	Ін = 25 А
QF	Автоматичні вимикачі:
	ВА 51-31-34 ТУ16-641.004-83	6	Ін = 100 А
	ВА51Г-25-34, ТУ16.641.004-83	4	Ін = 25 А
КК	Теплові реле:
	РТЛ 2053О4, ТУ 16.525.549-82	1	Ін = 80 А
	РТЛ 1010О4, ТУ 16.525.549-82	2	Ін = 25 А
	РТЛ 1008О4, ТУ 16.525.549-82	4	Ін = 25 А
	РТЛ 1012О4, ТУ 16.525.549-82	1	Ін = 25 А
	РТЛ 1021О4, ТУ 16.525.549-82	1	Ін = 25 А
SА1	Універсальний перемикач УП 5404, ТУ 16.524.074-75	1
SА2,3	Пакетний перемикач ПП 1010, ТУ 16.642.051-66	2
КL	Проміжне реле РП21, ТУ 16.523.593-80	4
SL	Датчики рівня зерна ЕСУ-1М	4
SL	Індуктивний датчик швикості NBB8-18GM50-E0-V1	2
КL	Реле контролю швидкості УКС - 1	2
SB1…SB8	Кнопкові пости ПКЕ 112-2У2, ТУ 16.642.006-83	8
SB9, SB10	Кнопкові пости ПКЕ 112-1У2, ТУ 16.642.006-83	2
HL	Сигнальні лампи МН-2, ГОСТ 2204-79	13

ВИСНОВКИ

Вибране технологічне обладнання розраховано для післяжнивної обробкизерна для господарств із щорічним обсягом виробництва зерна близько 8000 т.

Об'єднання машин в потокову лінію та їх автоматизація дозволила підвищити продуктивність праці в 7…10 разів і зменшити собівартість обробки зерна у 2…3 рази в порівнянні з використанням цих же машин в розрізненому виді.

В вибране сучасне силове електрообладнання, зроблені відповідні розрахунки, спроектована шафа керування технологічним процесом, проведена оцінка надійності автоматизованої схеми керування. Імовірність безвідмовної роботи схеми за зміну Р_(t) =0,98, наробіток на відмовлення Т=4184 год.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Бородин И.Ф. Автоматизация технологических процес сов// И.Ф. Бородин, Ю.А. Судник. - М.: Колос, 2004. - 344 с.

Жулай Є.Л. Електропривід сільськогосподарських машин, агрегатів та потокових ліній: підручник / Є.Л. Жулай, Б.В. Зайцев, Ю.М. Лавриненко [та ін.]; за ред. Є.Л. Жулая - К.: Вища освіта, 2001. - 288 с

Правила улаштування електроустановок. 2-ге вид. перерб. і доп. - Х.: Форт, 2009. - 736 с.

Методика визначення повної енергоємності продукції сільськогосподарського виробництва/ В.Я. Жарков, В.М. Кюрчев, М.І. Лобанов, Є.П. Масюткін. -Мелітополь: ТДАТА, 2010.- 36 с.

Олійник В.С. Довідник сільського електрика / В.С. Олійник, Є.Л. Жулай, В.Ф. Гончар та ін.; За ред. В.С. Олійника. - 2-е вид., доп. і перероб. - К.: Урожай, 1980. - 296 с.

Мартиненко І.І. Проектування систем електрифікації та автоматизації АПК: / І.І. Мартиненко, В.П. Лисенко, Л.П. Тищенко [та ін.]: Підручник.- К., 2008. - 330 с.

Баутин В.М. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства: Учебное пособие/ В.М. Баутин и др. -М.: Информагротех, 1999.-536 с.

Коваленко О.І. Основи електропостачання сільського господарства: Навчальний посібник / О. І. Коваленко, Л. Р. Коваленко, В. О. Мунтян, І. П. Радько. - Мелітополь: ТОВ «Видавничий будинок ММД», 2011. - 462 с.

Князевский Б.А. Охрана труда в энергетике / Б.А. Князевский. - М.: Энергопромиздат,1985.-313 с.

Релсіс - релейні схеми і системи - Реле [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.relsis.ua/relsis/tree/Products/rele_vremeni.htm. - Назва з екрану.

НПО Этал. Контактна аппаратура: каталог [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://pml.com.ua/download/pmp.pdf. - Назва з екрану.

Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г.М. Кнорринг, Ю.Б. Оболенцев, Р.И. Берим, В.М. Крючков; под ред. Г.М. Кнорринга. - Л. : Энергия, 1976. - 384 с.

Степанцов В.П. Светотехническое оборудование в сельскохозяйственном производстве / В.П. Степанцов. - Минск: Ураджай, 1987. - 216 с.

ОВЕН - измерительные приборы, датчики, регуляторы. Каталог продукции ОВЕН [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.owen.ru/text/36768225. - Название с экрана.

Комплексная механизация послеуборочной обработки зерна и подготовки семян// Техника и оборудование для села.- 2002.-№ 3.-С.11-12.

Современные конструкторско-технологические решения в зерноочистительном оборудовании// Техника и оборудование для села.-2002.-№2.-С. 6-9.

Размещено на Allbest.ru

...