Размещено на http://www.allbest.ru/

Электрооборудование ремонтно-механического цеха

Введение

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда.

Электромашиностроение - одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Специфика электромашиностроения заключается в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется нестандартизованное оборудование, изготавливаемое самими электромашиностроительными заводами.

Электромашиностроение характерно многообразием технологических процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Такие предприятия широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосами, компрессорными и вентиляторными установками. Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во всё большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Широко внедряются комплектные тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателей переменного тока.

Всё большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, машин и механизмов на базе полупроводниковой техники, высокочувствительной контрольно- измерительной и регулирующей аппаратуры, бесконтактных датчиков и логических элементов. Для управления технологическими процессами всё чаще используются электронные вычислительные машины.

Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.

1. Общая характеристика проектируемого объекта, виды установленного оборудования

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1,4 км., а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП- 17 км. Напряжение на ГПП- 6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен- 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Грунт в районе РМЦ - чернозем с температурой + 12 °С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха А Ч В Ч Н = (48 Ч 28 Ч 10) м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Мощность электропотребителя (Р_эп) указана для одного электроприёмника.

Расположение основного оборудования показано на плане (рис. 1.1).

Перечень электрооборудования ремонтно-механического цеха.

1, 2- вентиляторы

3…5- сварочные агрегаты

6…8- токарные автоматы

9…11- зубофрезерные станки

12…14- круглошлифовальные станки

15…17- заточные станки

18, 19- сверлильные станки

20…25- токарные станки

26, 27- плоскошлифовальные станки

28…30- строгальные станки

31…34- фрезерные станки

35…37- расточные станки

38, 39- краны мостовые

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Расчет электрического освещения, выбор источников света и светильников

Задачей расчета освещения является определение числа и мощности светильников с лампами, необходимых для обеспечения требуемой освещенности при выполнении работ в цехе механической обработки деталей, предназначенном для обработки коленчатых валов автомобильного двигателя.

Для данного расчета применяется метод коэффициента использования светового потока , применяемый для обеспечения средней величины освещенности горизонтальных поверхностей с учетом всех падающих на нее световых потоков (как прямых, так и отраженных). Величина коэффициента использования светового потока зависит от размеров помещения, высоты рабочей поверхности и подвесных светильников, их типа и коэффициентов отражения от всех поверхностей помещения.

Исходными данными для расчета являются размеры цеха: длина А = 48 м, ширина В = 28 м, высота Н = 10 м.

В соответствии с особенностями производства на объекте принимаем коэффициенты отражения:

от потолка - с_п= 30%

от стен - с_с = 10%

от рабочей поверхности - с_р= 10%

В качестве источников света выбираем газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ400(10)-4:

Р = 400 Вт; Ф_ном. = 24000 лм [2,с. 84]

Тип светильников РСП05-400 со степенью защиты IP20.

Согласно санитарных норм и правил (СНиП), для обеспечения нормальной различаемости предмета труда задаемся величиной нормируемой освещенности Е_н рекомендуемой при использовании газоразрядных ламп и коэффициент запаса механического цеха К_з.

Е_н = 300 лк; К_з = 1,5 [2,с. 102]

Рассчитываем индекс помещения и определяем величины коэффициента использования светового потока: задаемся величинами высоты свеса светильниковh_c = 1 м, высоту рабочей поверхности h_р = 1 м, определяем расчетную высоту подвеса светильников.

м [5,с. 10]



Рисунок 2.1 План поперечного разреза помещения. М 1:400

Определяем индекс помещения:

о.е [5,с. 10]

Согласно выбранного типа светильника, коэффициентов отражения поверхности помещения, а так же рассчитанного индекса помещения с помощью таблицы 5-15 справочной книги для проектирования электрического освещения[2], определяем величину коэффициента использования светового потока:

Рассчитываем требуемое количество источников света (ламп), при этом принимаем, что коэффициент неравномерности освещенности с точечными источниками света Z=1,15:

[5,с. 11]

шт. [5,с. 11]

Производим расчет требуемого количества рядов светильников. При этом предварительно принимаем, что расстояние между рядами светильников

м

Расчетное число рядов

шт. [5,с. 11]

Принимаем что число рядов светильников

Рассчитываем число светильников в ряду:

шт. [5,с. 10]

Действительное число светильников одного ряда

шт.

Светильники располагаются в 5 рядов по 10 шт. в каждом ряду. Общее количество светильников 50 шт. (Рисунок 2.2). Общая мощность осветительной установки:

Вт. [5,с. 11]

Производим проверку правильности расчета ОУ по допустимой величине отклонения светового потока лампы от его номинальной величины.

Расчетная величина отклонения светового потока:

(< 20%; < -10%)

Где расчетная величина светового потока лампы:

лм [4,с.8]

Средняя величина светового потока лампы:

лм

Отклонение светового потока:

< 20%

Погрешность в допустимых пределах, значит, расчет произведен верно.

Составляем план расположения светильников ОУ.

Расстояние между рядами светильников

м.

Расстояние от крайних рядов светильников до продольных стен

м.

Расстояние между светильниками одного ряда

м

Расстояние от крайних светильников одного ряда до поперечных стен

м

Разрабатываем план расположения светильников ОУ в масштабе с учетом диаметра светильников D_свет = 0,492 м.

Рисунок 2.2 План расположения электросветильников под потолком. М 1:350

3. Расчет мощности и выбор вентиляционной установки

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха и газа в камеры электропечей, в котельных и других установках. Вентиляторы создают перепад давления (0,01 ч 0,1) Ч 10⁵ Па.

Для проектируемого цеха размером (48Ч28Ч10) м выбираются вентиляторы центробежного типа в количестве 4 шт. Мощность двигателей вентиляционной установки определяется по формуле:

,кВт [5,с 8]

где К_З= 1,1 ч 1,5 - коэффициент запаса;

Q - производительность вентиляционной установки, м³/с;

Н_в = 800 ч 1200 - напор, который должен создать вентилятор, Па;

з_в = 0,4 ч 0,7 - КПД вентилятора;

з_п = 0,9 ч 0,95 - КПД механической передачи.

Производительность вентиляционной установки определяется в зависимости от объема помещения V и кратности обмена воздуха в цеху л = 1ч3 (принимаем равной 2):

, м³/с [5,с 8]

м³/с

Рассчитываем мощность двигателей вентиляционной установки, принимая, что:

Н_в = 1000 Па; К_З = 1,3; з_п = 0,93; з_в = 0,55.

кВт [5,с. 8]

В качестве приводных электродвигателей выбирают обычно асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, т.к. регулирования скорости в большинстве случаев не требуется.

Выбираем для вентиляционной установки 2 приводных электродвигателя мощностью по 5,5 кВт и 2 приводных электродвигателя мощностью по 4 кВт. Технические данные двигателей занесём в таблицу 3.1.

P_ном.ВУ = 2•5,5 + 2•4 = 19 кВт

Таблица 3.1. Технические данные двигателей вентиляционной установки

Тип двигателя	Pном., к Вт	n об/мин	cos
4A112M4У3	5,50	1445	0,85	85,5	7,0
4А100L4У3	4	1430	0,84	84	6

4. Расчет и выбор мощности электродвигателя для грузоподъемного механизма

Грузоподъемные устройства служат для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. Внутри цеховых промышленных объектов могут применяться мостовые краны, кран-балки, тельферы и т.д.

Для проектируемого механического цеха выбран мостовой кран грузоподъемностью 40 т.

Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме для данного подъемного механизма, затрачиваемая на перемещение груза по вертикали и на преодоление потерь на трение, рассчитывается по формуле:

, кВт[5,с. 9]

где:

G= 400000Н - сила тяжести поднимаемого груза, Н;

G₀= (2ч5%)ЧG- сила тяжести грузозахватывающего устройства, Н

При расчете принимаем G₀ = 3%ЧG=0,035Ч400000 = 14000 Н

з - КПД подъемного механизма, при подъеме полного груза з = 0,8;

V_п= 0,15 ч 0,2 - скорость подъема груза, м/с

При расчете принимаем V_п= 0,18 м/с.

Производим выбор электродвигателя для мостового крана грузоподъемностью 8 т,

G= 400000 H:G₀ = 0,35• 400000 = 14000 Н:

кВт

Выбираем крановый электродвигатель типа MTF с фазным ротором, технические характеристики которого заносим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Технические характеристики кранового АД_к.з.

Тип двигателя	Рн, кВт	ПВ%	nн, об/мин	cosцн	зн, %	Iротора, А	Iстатора, А
МТF-613-6	110	40	960	0,85	91,0	168	216

5. Разработка электрической принципиальной схемы управления грузоподъемного механизма

Рисунок 5.1.Мостовой кран. Схема электрическая, принципиальная.

Состав схемы.

QS1 - разъединитель;

KA1 - токовое реле;

YB - электромагнитный тормоз;

M - электродвигатель;

FU1 ч FU3 - предохранители;

SA1 - контроллер;

Р1, Р2, Р3 - пусковые реостаты;

R1, R2 - резисторы;

KV1 - реле нулевой защиты;

SQ1, SQ2 - выключатели;

KK1 - тепловое реле;

KT1, КТ2 - реле времени последних двух ступеней;

KM1, КМ3 - контакторы направления;

КМ2 - контактор ножного выключателя;

КМ4, КМ5 - контакторы торможения;

КТ3 - реле времени торможения;

SQ3, SQ4 - ножные выключатели;

КМ6 - контактор форсировки включения тормоза;

КМ7 - контактор включения тормоза;

КМ8 ч КМ11 - контакторы ускорения.

Работа схемы

Первое положение, на котором реализуется минимальный пусковой момент, служит для выбора слабины троса и подъема малых грузов на пониженной скорости Подъем с малой скоростью тяжелых грузов производится на втором положении. На третьем положении осуществляется первая ступень разгона электродвигателя, причем пусковой ток на этом положении меньше тока установки максимальных реле. Последние две ступени пуска осуществляются автоматически под контролем реле времени КТ1, КТ2. На положениях спуска обеспечивается регулирование скорости двигателя в режимах; противовключения на первом и втором положениях, и однофазного торможения на третьем положении. На четвертом положении, на котором все ступени резисторов выведены, производится спуск грузов с наибольшей скоростью. Первое и второе положения используются в основном для получения малых скоростей спуска грузов, близких к номинальному.

Ступени резисторов в цепи ротора выводятся с помощью контакторов ускорения КМ8--КМ11 и контактора противовключения КМ2.

Режим однофазного торможения предназначен для получения малых скоростей при спуске легких грузов. Используя положения противовключения и однофазного торможения, можно регулировать скорость спуска различных грузов (путем переключения рукоятки команда-контроллера между третьим, вторым и первым положениями) в пределах диапазона 4:1--3:1. Спуск с малой скоростью грузов, не преодолевающих трение в механизме, осуществляется путем переключения между третьим и четвертым положениями. Во избежание подъема груза на положениях торможения противовключением двигатель при прямом ходе команда-контроллера включается только на третьем положении однофазного торможения, когда подъем груза исключен.

Схема однофазного торможения собирается при включении контакторов КМ4, КМ5 в цепи статора и контактора ускорения КМ8 в цепи ротора. Для исключения одновременного включения контакторы однофазного торможения противовключения КМ2, направления КМ4 и КМ5, а также контакторы направления КМ1 и КМ3 соответственно попарно механически сблокированы. В контроллерах с цепью управления на переменном токе эти контакторы сблокированы еще и электрически. При установке заведомо тяжелых грузов с тем, чтобы не получилось недопустимо большой скорости на третьем положении, можно сразу обеспечить включение первого или второго положения спуска, нажав педаль спуска тяжелых грузов SQ3, SQ4.

Во всех схемах магнитных контроллеров предусмотрено (с помощью контактора КМ7) включение электромагнитного тормоза YB для обеспечения механического торможения до полной остановки. При этом в схемах магнитных контроллеров КС допускается применение тормозных магнитов переменного и постоянного тока. В последнем случае выполняется форсировка включения тормоза, осуществляемая контактором КМ6 и реле КК. Реле КК настраивается на срабатывание при токе, равном номинальному току холодной катушки электромагнита тормоза при ПВ = 25%. При переводе рукоятки команда- контроллера с положений спуска в нулевое положение (при нажатой педали па первом и втором положениях) или с четвертого (или третьего) положения спуска в нулевое, первое или второе положения (педаль SQ3, SQ4 -- не нажата) обеспечивается наряду с механическим и электрическое торможение в течение времени, определяемого выдержкой времени реле КТ3. На это время собирается схема, соответствующая второму положению спуска.

Во избежание чрезмерных скоростей в аварийных режимах выдержка времени реле КТ3 должна быть не более 0,5 с. Для получения торможения (при не нажатой педали SQ3, SQ4), соответствующего второму положению спуска, в схемах контроллеров КС предусмотрено включение в цепь катушки контактора КП размыкающих контактов ножного выключателя SQ3, SQ4. Совмещение механического и электрического торможения повышает надежность и исключает просадку груза.

В контроллерах на номинальный ток 400А для снижения нагрузки в контактах контакторов цепи ротора предусмотрено параллельное включение резисторов. Такое же включение предусматривается также и в контроллерах на 250 А в случае, если нагрузка превышает допустимую для контакторов ротора, которые во всех типах магнитных контроллеров используются на номинальный ток 160 А.

В схеме предусмотрена нулевая, максимальная и конечная защиты. Максимальная защита, выполняемая реле КА, настраивается на срабатывание при токе 250% номинального в контроллерах без однофазного торможения и при токе 270%--в контроллерах с однофазным торможением. Большее значение установки вызвано повышением тока, потребляемого двигателем при однофазном торможении.

Узел нулевой защиты выполнен на переменном токе (реле КV получает питание от силовой цепи). Для обеспечения нулевой защиты в случае исчезновения напряжения постоянного тока в цепи управления катушка реле KV получает питание через замыкающие контакты реле ускорения KT1 и KT2. Конечная защита, осуществляемая выключателями SQ1 и SQ2, выполнена таким образом, что срабатывание конечного выключателя одного направления не препятствует движению механизма в противоположном направлении.

Контакты аппаратов с выводами 101--103 (только в контроллерах с защитой) предназначены для цепей сигнализации.

6. Расчет мощности и выбор электродвигателя главного привода круглошлифовального станка модели 3151

Производим расчет и выбор приводного электродвигателя.

Определяем расчетную мощность двигателя.

Во всех шлифовальных станках главным движением является вращение шлифовального круга. Скорость резания х_н определяется окружной скоростью круга и обычно лежит в пределах от 30 до 50 м/с.

[4,c. 173]

При шлифовании периферией круга:

,

где P_z - мощность резания (шлифования), кВт;

С_р - мощностной коэффициент обрабатываемости материала при шлифовании, отн. ед;

v_н - скорость изделия окружная, м/мин (30…50 м/с);

t - глубина шлифования, мм (0,005…0,015);

S₁ - подача в направлении оси шлифовального круга;

D_k - диаметр круга, мм;

r_p, X_p, Y_p, q_p - мощностные показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, вида обработки и инструмента, отн.ед.

,

где В_к - толщина шлифовального круга.

Вид шлифования - круглое наружное.

Характер шлифования - чистовое, периферией круга.

Материал шлифовального круга - электрокорунд.

Обрабатываемый материал - сталь.

Диаметр круга d_k = 250 мм, ширина круга В = 20 мм, v_к = 30 м/с.

При круглом наружном шлифовании периферией круга изделия из стали выбираются мощностной коэффициент и показатели степени [4, табл. 4.5.1, 4.5.2]:

С_р = 1,2; r_p = 0,75; X_p = 0,85; Y_p = 0,7; v_н = 35 м/мин (15…55 м/мин); t = 0,01 мм (0,005…0,015 мм); Принимаем S₁ = 5 мм/дв.х. з_ст = 0,8 (0,75…0,85).

кВт.

кВт

Для привода круглошлифовального станка согласно условия P_ном? P_{дв.расч} выбираем АД типа 4А100S2У3, технические характеристики которого заносим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Технические данные главного двигателя круглошлифовального станка модели 3151.

Тип эл. двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	, %	сosцн				, кг·м2
4А100S2У3	4	2925	86,5	0,89	2,2	2	7,5	0,04

7. Расчет и построение естественной механической характеристики для главного электродвигателя круглошлифовального станка

Расчет естественной механической характеристики асинхронного двигателя ведется по его паспортным данным. Естественной называется механическая характеристика, полученная при выполнении следующих условий:

- параметры питающей сети для данного двигателя должны быть номинальными;

- ни в одной из цепей двигателя не должно быть включено добавочное сопротивление;

- схема включения двигателя - стандартная.

Механическая характеристика АД рассчитывается по формуле Клосса и определяет зависимость между электромагнитным моментом и скольжением.

Произведем расчет и построение естественной механической характеристики для компрессорной установки, технические характеристики которого приведены в таблице 6.1.

Определяем синхронную угловую скорость вращения:

рад/с [5,с. 14]

где:

p - число пар полюсов (при синхронной частоте вращения n₀ = 1500 об/мин принимаем p= 2);

f- частота (промышленная частота f = 50 Гц).

Определяем номинальную угловую скорость вращения ротора:

рад/с[5,с. 14]

Определяем номинальное скольжение:

[5,с. 14]

Расcчитываем номинальный момент электродвигателя:

Н·м [5,с. 14]

Рассчитываем максимальный и пусковой моменты:

Н·м[5,с. 14]

Н·м [5,с. 14]

Определяем отношение:

[5,с. 14]

Рассчитываем критическое скольжение:

[5,с. 14]

Рассчитываем вспомогательный коэффициент:

[5,с. 15]

Задаваясь текущими значениями величины скольжения S от 0 до 1, определяем по формуле Клосса величину момента M и соответствующую ему величину щ:

При S = S_н = 0,027

, Н·м [5,с. 15]

Н·м

рад/с [5,с. 15]

Аналогично проводим расчет и заносим результаты расчета в таблицу 7.1

Таблица 7.1. Параметры построения естественной механической характеристики АД.

S	0	0,027	0,05	0,07	0,1	0,2	0,27	0,4	0,5	0,7	0,9	1
М,	0	49,1	74,0	88,8	103,2	122,9	124,1	120,3	116,6	106,0	95,3	90,2
, рад/с	157	152,7	149,15	146,01	141,3	125,6	114,6	94,2	78,5	47,1	15,7	0

По данным таблицы 7.1 производим построение естественной механической характеристики для главного двигателя круглошлифовального станка:



Рисунок 4. График естественной механической характеристики главного двигателя круглошлифовального станка

8. Разработка электрической принципиальной схемы управления электроприводами круглошлифовального станка модели 3151

Рисунок 8.1. Станок круглошлифовальный модели 3151. Схема электрическая принципиальная

Состав схемы

Основные элементы:

M1, M2 -- приводные АД с короткозамкнутым ротором насоса шпинделя и подач .

AW -- магнитный усилитель для питания и регулирования M2.

Примечания:

1. Трехфазный магнитный усилитель имеет обмотки:

- рабочие (w_p), включенные через диоды (VD1чVD6);

- управления (w_y), включенные на регулятор скорости (PC).

2. Обратная связь выполнена в двух вариантах:

- отрицательная обратная связь по напряжению (U_он) на зажимах якоря;

- положительная обратная связь по току (U_пт), получаемому от выпрямителя (UD2), подключенного к трансформатору тока (TA).

KK1,KK2- реле электротепловое.

КМ2, КМ8, КМ11 пусковые контакторы.

КМ3, КМ4, КМ9, КМ10- тормозные контакторы.

КМ1, КМ5, КМ6, КМ7, КМ12- контактор шпиндельный.

SBT1, SBT2- кнопки «стоп».

SBC1, SBC2- кнопки «пуск».

SB1, SB2, SB3- кнопки «толчек»и «быстро»для управления быстрым перемещением стола шпиндельной бабки.

QF1,QF2- автоматические выключатели

KL1, -- реле промежуточное, для размножения контактов цепей наладки.

KL2, КL3,KL4 -- реле промежуточное, для коммутации цепей быстрого установочного перемещения стола или шпиндельной бабки станка.

UZ1, UZ2, UZЗ -- выпрямители для цепей торможения, управления, возбуждения.

TV1 -- трансформатор цепи напряжения.

КК3, КК4, КК5-тепловое реле для защиты двигателя от перегрузок.

КН1- реле отсутствия питания в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока (LM2).

KV1- реле напряжения.

KA1 -- реле максимальное, для ограничения тока якоря до значения;

Работа схемы

Электрическая схема управления электроприводами станка, обеспечивающая наладочный и рабочий режимы, приведена на рисунке 8.1. Направление вращения шпинделя задаётся переключателемQS. Пуск двигателя шпинделя M1 для продолжительной работы производится нажатием кнопки SBC1 при этом включаются контакторKM1 и реле KL1.

 Для быстрой остановки шпинделя следует нажать кнопкуSBT1 и удерживать ее в течение 1,5-2 с. При этом отключается контактор KM1 и включится контакттор KM9 обмотка статора присоединется к выпрямителю UZ1 и происходит динамическое торможение двигателя. С отпусканием кнопки SBT1 контактор KM9 отключается, и схема приходит в исходное состояние.

Наладочный режим, предназначенный для проверки правильности установки обрабатываемых изделий и инструмента, а также для опробования отдельных узлов станка, может быть осуществлён кратковременным нажатием кнопкиSB2 «Толчок». Двигатель M1 будет работать в течение времени воздействия на кнопку.

Пуск двигателя подачи M2производится нажатием кнопки SBC2 и возможен только после включения привода шпинделяи автоматического выключателя QF2. Якорь двигателя M2 питается от трёхфазного силового

магнитного усилителя AW, рабочие обмотки w_p которого включены через диоды VD1-VD6.

задающего U₃, снимаемого с регулятора - потенциометра RP; сигнала отрицательной обратной связи по напряжению U_o.н. на зажимах якоря и сигнала положительной обратной связи по току U_п,т, с трансформатора тока ТA и выпрямителя UZ2.

Ограничение тока якорной цепи при пуске двигателя подачи выполняется с помощью реле KA1. При включении контактора KM2 по обмоткам управления w_у проходит ток Iу, больший номинального тока управления Iу,ном, магнитный усилитель «открывается» и пусковой ток двигателя возрастает до Iя=2IНОм; реле KA1 срабатывает и размыкающим контактом отключает задающее напряжение с обмоток w_у. При этом напряжение на выходе магнитного усилителя снижается, а ток якоря уменьшается до значения, при котором реле KA1 отключается и замыкает свой контакт. Обмотка w_у вновь подключается к напряжению U₃, ток якоря двигателя воз­растает, KA1 снова срабатывает. Таким образом КА1 будет работать в вибрационном режиме до окончания пуска двигателя М2, когда I_я=Iс.

Для выполнения быстрого установочного перемещения стола или шпиндельной бабки станка необходимо нажать кнопку SB3«Быстро». При этом включается реле KL2, и на обмотки w_у независимо от положения движка регулятора RP подается максимальное напряжение U_з,mах. Двигатель разгоняется, и при угловой скорости, близкой к номинальной, включается реле KV1, в цепь обмотки возбуждения вводится добавочное сопротивление, ток возбуждения уменьшается, и двигатель доразгоняется до максимальной скорости (300 рад/с). Быстрое перемещение длится столько времени, сколько будет находиться в нажатом состоянии кнопка SB «Быстро».

9. Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для схемы управления

1) Рассчитываем величину номинального токакруглошлифовального станка модели 3151:

а) Для двигателя шпинделя I_н М1, Р_м1=11 кВт:

, А [5]

А

b) Ддя двигателя подач рассчитываем ток переменный и постоянный IнМ1, Р_м2

А

А

2) По рассчитанному номинальному току определяем величины пусковых токов для каждого из двигателей по формуле:

, А

где:

- кратность пускового тока (определяется по паспортным данным двигателя).

I_пм1 = 15,147,5=113,57 А

I_пм2= 6,53 = 19,5 А

3) Выбираем магнитные пускатели:

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного замыкания и размыкания силовой цепи, а также для защиты электрооборудования от перегрузки. Пускатели выбираются по соотношению между номинальным током самого магнитного пускателя и номинальным током двигателя:



Таблица 10.1 Соотношение между номинальными токами двигателей и номинальными токами магнитных пускателей

Двигатель
М1	15,14	25
М2	6,5	10

Таблица 10.2. Технические характеристики магнитных пускателей для двигателей M1чM2 круглошлифовального станка:

Двигатель	Серия пускателя	Величина пускателя	Iном, А	Число и исполнение контактов вспомогательной цепи	Степень защиты и исполнение
М1	ПМЛ- 210004	2	25	1з., 1р.	IP00, без кнопок «Пуск» и «Стоп», нереверсивное
М2	ПМЛ- 110004	1	10

4) Рассчитываем ток для электротеплового реле каждого двигателя.

I_расч.м1=1,1I_н=1,1 15,14= 16,65 А

I_расч.м2=1,1I_н.пост. = 1,15,3=5,83 А

Тепловые реле предназначены для защиты цепей переменного тока и электродвигателей от перегрузки.

Технические характеристики выбранных тепловых реле для каждого из двигателей круглошлифовального станка представлены в таблице 10.1

Таблица 10.3. Технические характеристики тепловых реле для двигателей M1чM2 круглошлифовального станка

Двигатель	Тип теплового реле	Iном, А	Среднее значение Токатеплового элемента, А	Пределы расчетного тока,А	Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт
М1	РТЛ-102204	25	15,6	18-25	3,6
М2	РТЛ-101404	10	5,83	1,0-10	3,3

5) Рассчитываем токи для автоматических выключателей

Автоматы - это силовые аппараты, предназначенные для ручного замыкания или размыкания электрических цепей под нагрузкой не выше номинальной, а также для автоматического размыкания этих цепей при аварийных режимах.

Автоматические выключатели выбираются исходя из трёх условий:

М1

М2

По справочнику выбирается автоматический выключатель у которого номинальный ток расц. току расч. теплового реле

b) Расчет кратности тока отсечки срабатывания электромагнитного расцепителя.

о.е.

о.е.

По справочнику выбираем ближайшую величину кратности тока отсечки

А

А

c) Выбираем номинальный ток контактов автомата по следующему соотношению:

Данные выбранного автоматического выключателя заносим в таблицу 10,4:

Таблица 10,4. Технические характеристики выбранного автоматического выключателя для двигателей круглошлифовального станка.

Двигатель	Тип выкл.	Ном. ток выкл. А	Ном. ток расц. А	Кратность тока Отсечки, о.е.
М1+М2	ВА51-31-1	100	31,5	10
М2	ВА51-25	25	10	7

6) Выбираем сечение и марку кабеля:

Сечение и марка кабеля выбирается на основании условия:

I_доп? I_?ном.дв

I_?ном.М = 15,14+5,3= 20,44 А

Выбираем в качестве токопровода четырехжильный алюминевый кабель типа АВВГ (3Ч6 + 1Ч6) с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой без защитного покровас I_доп = 35 А, прокладка в воздухе.

10. Охрана труда и защита окружающей среды

Техника безопасности при работе на станках

К работе допускаются лица в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку и имеющие удостоверение, разрешающее работу на станках, прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья. Рабочие должны проходить инструктаж раз в квартал. Запрещается допускать рабочего к станку, не ознакомив его с правилами техники безопасности и инструкцией по обслуживанию станка.

В мастерской должна быть медицинская аптечка с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств для оказания первой помощи при травмах. При получении травмы оказать первую помощь пострадавшему, при необходимости отправить его в ближайшее лечебное учреждение и сообщить об этом администрации. Работающие обязаны соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. Мастерская должна быть обеспечена первичными средствами пожаротушения: огнетушителем химическим пенным, огнетушителем (углекислотным или порошковым) и ящиком с песком. При загорании электрооборудования станка немедленно выключить станок и приступить к тушению очага возгорания углекислотным (порошковым) огнетушителем или песком.

Перед началом работы необходимо:

1. Привести в порядок рабочую одежду.

2. Подготовить рабочее место к работе.

3. Проверить исправность ограждения.

4. Проверить надежность закрепления режущего инструмента на валу зажимными шайбами.

5. Произвести настройку станка на обработку заданных деталей, закрепить ограждения.

6. О недостатках доложить мастеру, после их устранения приступить к работе.

Все движущиеся части станка должны быть ограждены, все устройства необходимо содержать в исправности, режущие кромки должны быть хорошо заточены. Кнопка пуска утапливается на 3-5 мм, а кнопка стопа выдвигается на 3-5 мм.

Во время работы необходимо:

1. Строго соблюдать правила техники эксплуатации станка.

2. Начинать обрабатывать заготовку после того как вал разовьет полное число оборотов, подачу производить равномерно, без толчков, замедляя ее при наличии сучков, гнили и косослоя.

3. Следить, чтобы в станок не поступали заготовки с гвоздями и прочими металлическими предметами.

4. Осмотр механики станка, его чистка и смазка, надевание ремня и извлечение засорений разрешается только при полной остановке станка.

Немедленно остановить станок:

1. При появлении ненормального шума, стука, сильной вибрации ножевого вала.

2. При поломке ножей и деталей их крепления или ограждений.

3. При попадании засорений.

4. При перегреве подшипников ножевого вала и электродвигателя, в случае неисправной изоляции электродвигателя или электрической пусковой аппаратуры и “биения на корпус”.

При возникновении каких-либо неисправностей необходимо обратиться к бригадиру или начальнику, чтобы он вызвал мастера для устранения неполадок.

Требования безопасности при ремонте и обслуживании электрооборудования

Прежде чем приступить к работе, электромонтер должен ознакомиться с записями в оперативном журнале, принять от электромонтера, сдавшего смену, утвержденную энергетиком техническую документацию, защитные средства по технике безопасности, сделать запись о принятии смены в оперативном журнале и расписаться. Привести в порядок рабочее место, убрать все предметы, которые могут помешать безопасной работе, убедиться в достаточном освещении рабочего места.

Для ремонта электромонтеру необходимо надеть полагающуюся спецодежду, подготовить исправные и испытанные индивидуальные средства защиты (диэлектрические перчатки, галоши).

Обо всех замеченных недостатках на рабочем месте поставить в известность мастера или руководителя работ и до их указаний к работе не приступать.

В порядке текущей эксплуатации дежурному электромонтеру по обслуживанию электрооборудования разрешается произвести следующие работы:

1. Осмотр электрооборудования;

2. Замену перегоревших ламп и плавких вставок;

3. Ремонт и замену электроаппаратов;

4. Проверку исправности работы приборов и устройств безопасности, освещения, сигнализации и блокировки, за исключением приборов сигнализации о наличии напряжения на главных троллеях.

Электромонтер, получив заявку, должен сделать запись в оперативном журнале, указав дату и время поступления заявки, фамилию и должность давшего заявку, содержание заявки и время начала работы.

После устранения обнаруженных неисправностей в том же журнале необходимо сделать запись о содержании выполненных работ и времени их окончания. Одновременно делается запись об устранении неисправностей в вахтовом журнале. При обнаружении неисправностей, не относящихся к перечню работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, дежурный электромонтер должен доложить старшему по смене об обнаруженных недостатках.

Выполнение работ по распоряжению должно производиться двумя лицами, имеющими группу по электробезопасности не ниже III, с полным снятием напряжения, с выполнением необходимых организационных и технических мероприятий согласно требованиям "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" с записью в оперативном журнале.

Лицо, отдающее распоряжение, должно определить состав бригады, производителя работ и организовать допуск бригады к работе.

Периодический осмотр электрооборудования станков имеет цель выявить и устранить возможные неисправности в электрооборудовании, приборах и устройствах безопасности, в силовых цепях, цепях управления, сигнализации, проверить исправность защитных средств по технике безопасности и средств пожаротушения, подтвердить в журнале периодических осмотров, что электрооборудование находится в исправном состоянии.

При передвижении моста крана, лица, производящие осмотр и устранение неисправностей электрооборудования крана, должны находиться в кабине или на настиле моста, при этом следует остерегаться задевания за выступающие части перекрытия, колонны, арматуру.

При выходе на настил галереи крана рубильник должен быть отключен и на его приводе вывешен плакат: "Не включать! Работают люди". Снимать плакат - только по распоряжению оперативного персонала. При проведении осмотра и устранении неисправностей электрооборудования крана необходимо соблюдать все меры предосторожности, применять необходимые исправные и испытанные защитные средства. По окончании ремонта и осмотра все снятые ограждения на электрооборудовании и на электроаппаратах должны быть поставлены на место и укреплены.

Для переносного электроинструмента и переносных ламп применять безопасное напряжение не выше 36 В.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

При несчастном случае пострадавший или очевидец обязан немедленно известить мастера или начальника участка, которые должны организовать оказание первой (доврачебной) помощи пострадавшему и направить его в лечебное учреждение. При тяжелом несчастном случае немедленно вызвать "скорую помощь" и известить администрацию.

Требования безопасности по окончании работы

По окончании смены или работы электромонтер должен:

1. Привести в порядок рабочее место.

2. Убрать детали, материалы, электроаппаратуру и инструмент.

3. Привести в порядок электросхемы и другую техническую документацию.

4. Сделать запись в оперативном журнале о техническом состоянии электрооборудования на закрепленном участке.

5. Сдать электромонтеру, принимающему смену, утвержденную энергетиком цеха (участка) техническую документацию, защитные средства по технике безопасности, сделать запись о сдаче смены.

Пожарная безопасность

Пожар наносит огромный материальный ущерб.

Все работающие должны проходить специальную противопожарную подготовку:

- противопожарный инструктаж (первичный и вторичный);

- занятия по пожарно-техническому минимуму по специальной программе.

Причинами пожара в электроустановках являются:

- искрение в электрических машинах и аппаратах;

- токи короткого замыкания и перегрузки, приводящие к воспламенению изоляции;

- искрение от электростатических разрядов и ударов молнии;

- плохие контакты в соединениях проводов;

- электродуга между контактами коммутационных аппаратов;

- электродуга при сварочных работах;

- перегрузка или замыкания в обмотках трансформатора при неисправности релейной защиты;

Причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:

- неосторожное обращение с огнем при газосварочных работах или работах с паяльной лампой;

- неисправности печей и отопительных приборов;

- неисправности производственного оборудования (нагрев подшипников, механическое искрение);

- самовоспламенение некоторых материалов.

Если горящая электроустановка не отключена и находится под напряжением, то тушение ее представляет опасность поражения электрическим током. Как правило, тушить ручными средствами пожар электрооборудования следует при снятом с него напряжении. Если почему-либо снять напряжение невозможно, то допускается тушение установки, находящейся под напряжением, но с соблюдение особых мер.

Порошковый огнетушитель типа ОПС-10 наполнен в качестве огнетушащего средства сухим порошком (кальцинированная или двууглекислая сода, поташ и др.). Огнетушитель состоит из баллона 1 емкостью 10 л, заполненного огнегасящим порошком. К корпусу прикреплен баллон 2 с инертным газом (азот), находящимся под давлением порядка 15 МПа. При открывании вентиля порошок из баллона напором газа выталкивается в шланг 3, а затем через раструб 4 подается к очагу загорания.

Все работающие проходят специальную противопожарную подготовку:

- противопожарный инструктаж (первичный и вторичный);

- занятия по пожарно-техническому минимуму по специальной программе.

На подстанции оборудован пожарный щит, укомплектованный стандартным набором пожарного инвентаря, выкрашенного в красный цвет.

Промасленная ветошь складывается в специальный закрывающийся металлический ящик. Трава на территории подстанции регулярно выкашивается, чтобы исключить образование, после высыхания, легковоспламеняющегося сена.

На каждой наружной стороне ограждения подстанции имеются, обозначенные специальным знаком, заземленные шпильки с гайками для заземления пожарных стволов во время тушения пожара.

Защита окружающей среды

§ При проектировании механических цехов должны предусматриваться системы очистки удаляемого воздуха от пыли, паров, аэрозоля СОЖ и ТС согласно действующим санитарным нормам и правилам и НТД.

§ На действующих предприятиях системы местной вытяжной вентиляции от металлорежущих станков и моечных установок должны быть оборудованы очистные сооружения для очистки удаляемого воздуха от пыли, паров и аэрозоля СОЖ и ТС, а системы удаления сточных вод - от масел и химических соединений.

§ Подъездные пути к механическим цехам и участкам территории для сбора и переработки стружки от станков, работающих с применением СОЖ и ТС, должны быть покрыты твердыми маслостойкими материалами, оборудованы ливнестоками и маслоловушками, исключающими загрязнение водоемов и почвы нефтепродуктами.

Заключение

оборудование механический цех электродвигатель

В данном курсовом проекте приведено описание ремонтно-механического цеха и электрооборудования расположенного в нем.

Рассчитано электрическое освещение для обеспечения качества работы и удобства обслуживания оборудования ремонтно-механического цеха. В качестве источников света выбраны газоразрядные лампы типа ДРЛ400(10)-4. Тип светильников РСП05-400 со степенью защиты IP20.

Сделан расчёт и выбор приводных электродвигателей для вентиляционной установки. Выбрано 2 приводных электродвигателя 4A112M4У3 мощностью по 5,5 кВт и 2 приводных электродвигателя 4А100L4У3 мощностью по 4 кВт.

Сделан расчёт мощности и выбор приводного электродвигателя для грузоподъёмного механизма. Выбран крановый электродвигатель типа MTF-613-6 с фазным ротором мощностью Р_ном = 110 кВт

Приведено описание электрической принципиальной схемы управления грузоподъемного механизма.

Приводится характеристика круглошлифовального станка, его рабочих параметров и особенностей, видов производимых на нем операций. Рассчитывается привод станка, производится выбор главного двигателя.

Сделан расчет и построение естественной механической характеристики.

Приведено описание электрической принципиальной схемы управления станка при подготовке станка к работе и краткое описание его работы при обработке деталей.

Выбрана аппаратура управления и защиты для всех двигателей:

Для М1:

-Магнитные пускатель серии ПМЛ-210004

-Тепловые реле тип РТЛ-102204

Автоматический выключатель ВА51-25

Для М2:

-Магнитные пускатель серии ПМЛ-110004

-Тепловые реле тип РТЛ-101404

-Автоматический выключатель ВА51-25 и ВА51-31-1

-Питающийкабель типа АВВГ (3Ч6 + 1Ч6) с I_доп.=35 А.

В завершении курсового проекта произведен перечень мероприятий по электробезопасности, пожаробезопасности, охране труда и окружающей среды. В них перечисляются правила работы с промышленным оборудованием, при которой должны соблюдаться все требования для безопасной работы и предупреждения электрического и механического травмирования рабочего персонала.

Список литературы

1. Зимин Е.Н. и др. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». - М.: Энергоиздат, 1981.

2. Кнорринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электроосвещения». - М.: Энергоиздат, 1976.

3. Шеховцов В.П. «Электрическое и электромеханическое оборудование». - М.: Форум-Инфа-М, 2004.

4. Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов». - М.: Форум, 2010.

5. Иванова Г.А. Костиков С.Н. «Электрическое и электромеханическое оборудование». Томск, 2006

Размещено на Allbest.ru

...