Эксплуатация промышленного электрооборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основные потребители вырабатываемой электроэнергии промышленные предприятия, на которых электроэнергия должна распределяться и потребляться различными электроприёмниками с высокой экономичностью, соблюдением техники безопасности при обслуживании, а так же применением устройств и эксплуатационныхэлектроустановок.

Во время эксплуатации промышленного электрооборудования приходится выполнять различные электротехнические расчёты. Специалисты, занимающиеся эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом, электрического и электромеханического оборудования, должны быть хорошо знакомы с механическим оборудованием, технологией, понимать электрическую схему работы того или иного механизма. Все это требует от инженерно технического персонала изучение теоретических основ электропривода.

Современный специалист должен обладать достаточными знаниями, что бы самостоятельно принимать грамотные решения при эксплуатации. Для этого ему не обходимо принимать специфические особенности того или иного механизма.

Задачи, возлагаемые на общепромышленные механизмы, обуславливают большое разнообразие их электроприводов, которые различаются и по диапазону мощностей (от долей киловатт до нескольких тысяч киловатт), и по сложности (от не регулируемого асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором до сложных регулируемых электромеханических систем). Для механизмов рассматриваемого класса применяются практически все действующие виды электропривода переменного и постоянного тока.

1. Общая часть

1.1 Техническая характеристика, устройство и принцип работы установки

Токарно-винторезный модели 16Д20 для изготовления деталей из калиброванного пруткового материала и труб различных марок сталей, цветных металлов и пластмасс.

Основные параметры и размеры

Наибольший диаметр нарезаемой резьбы, мм
По стали	М30
По латуни	М36
Диаметр патрона, мм.	130/150
Длина обработки, мм.	2000
Количество суппортов:
продольных	1
поперечных	5
Ход продольного суппорта, мм.
Общий	180
рабочий	160
Ход поперечных суппортов, мм.	Общий	Рабочий
верхних	80	65
нижних	80	50
средних	70	45
Количество шпинделей	6
Частота вращения шпинделя, об/мин	80-1610
Время изготовления детали, с.	10,8-510
Наибольшее усилие резания в одной позиции, кгс.	600
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	18,5
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	400
Габаритный размеры станка, мм
Длина	3380
Ширина	1270
Высота	1605
Масса станка, кг	3000

1.2 Технологические требования и выбор типов электроприводов механизмов

Электропривод является энергетической основой технологических и производственных процессов, которые реализуются за счет механической энергии. Приводя в движение исполнительные органы рабочих машин и механизмов, и управляя этим движением с заданным качеством, электропривод обеспечивает выполнение множество технологических операций с наилучшими техническими и экономическими показателями.

При выборе электроприводов к рабочим механизмом стоит учитывать многие факторы. Основными требованиями является обеспечение заданной производительности механизма при надлежащей надежности и экономичности работы. Это требование может быть удовлетворенно лишь при условии выбора двигателя соответствующей мощности. Для этого надо рассчитать нагрузки привода не только при установленной работе, но и в периоды переходных режимах. При выборе двигателя нужно учитывать его мощность, так как если выбрать двигатель большей мощности, это приведет к увеличению эксплуатационных затрат и понижение значения .. Если двигатель будет выбран меньше мощности, то двигатель будет перегружен, что повлечет за собой перегрев двигателя и сокращения срока службы.

Для электропривода токарного-винторезного станка марки 16Д20 выбран трехфазный асинхронный двигатель т.к. он прост по конструкции, в обслуживании и ремонте.

2. Специальная часть

2.1 Выбор рода тока и величин напряжения

При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение питающей сети. Основными токами в электроустановках промышленных предприятий является переменный трёхфазный ток. При выборе величины напряжений электроустановок до 1000В используют напряжение 380/220 и 660/380В.

На предприятиях с преобладанием электроприёмников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220В. Металлорежущие станки питаются напряжением 380В переменного тока, включаемых через пакетные или вводные выключатели. Цепи управления станков питаются через разделительный трансформатор с вторичным напряжением 110В. На каждом металлорежущем станке имеется лампа местного освещения, питаемая от отдельной обмотки трансформатора напряжением 24В. Иногда один из выводов обмотки трансформатора низкого напряжения присоединяют к газовой трубке, в которой проложен второй провод, питающий лампу. В качестве одного из проводов вторичной цепи местного освещения при напряжении 24В используют станину станка.

Токарно-винторезного модели 16Д20 питается напряжением 380В, ток - переменный, частота 50Гц.

2.2 Расчёт мощности и выбор электродвигателей для привода механизмов

2.2.1 Расчёт мощности и выбор двигателей

Выбор главного двигателя (М1):

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

где - длина хода на резание

- припуск на резание

n- частота вращения заготовки

-подача резца

(2.7)

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки АИР100S4[8 с137].

Таблица1- характеристика главного двигателя

Серия			cos					J		масса
АИР100S4	3,0	82	0,8	2,2	2	1,6	7	0,0087	6	21.6

Выбор двигателя насоса охлаждения(М2):

(2.8)

где - коэффициент запаса(1,11,4)

- плотность перекачиваемой жидкости

- производительность насоса, м³/с (22 л/мин.=0,0003 м³/с)

- напор насоса

- кпд насоса(для центробежных с давлением более 39 кПа = 0,6-0,75, с давлением менее 39 кПа = 0,3-0,6)

- кпд передачи(при непосредственном соединении = 1)

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки АИР50А4[8 с137].

Таблица 2- характеристика двигателя охлаждения

Серия			cos					J		масса
АИР50А4	0,06	53	0,63	2,2	2,3	1,8	4,5		11	2,6

Выбор электро двигателя ускоренного перемещения (М3)

= + +

Fx-Составляющее усилие резания в направлении подач

К=1,2-1,5 кг Запаса

- Усилие прута стула о направляющей

- Усилие прилипания

= 1,2*0+300+5415=5715

= 0 = 0 = 0.8 K = 1.2 B = 0.5

= 0.3 = 100 кг g = 10 = 10830

= ( + + )

= 0.3 ( 10 * 100 + 0 + 0 ) = 300

= B *

= 0.5 * 10830 = 5415

= * *

= 5415 * 0.06 * = 0.32

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

Таблица3 - электродвигатель ускоренного перемещения

Серия	KВт	При номинальной нагрузки
		Скольжение %	%	cos
ANP71A4	0,55	9,5	70,5	0,7	2,3	2,2	1,8	5

2.2.2Расчёт трансформаторов напряжения TV1

В;

;;

;;

На основании заданных нагрузок подсчитываем вторичную полную мощность трансформатора:

+*(2.10)

Первичная полная мощность трансформатора:

(2.11)

где - кпд трансформатора(табл.14);

Поперечное сечение сердечника трансформатора:

(2.12)

где - 4-6 для масляных; 6-8 для воздушных трансформаторов;

- частота тока в сети;

При учёте изоляции между листами, сечение сердечника получается на 10% больше т.е.:

(2.13)

Принимаем его размеры следующими:

ширина стержня ;

высота стержня:

(2.14)

ширина окна:

(2.15)

толщина пакета пластин

Фактическое сечение выбранного сердечника:

(2.16)

Определяем ток первичной обмотки:

(2.17)

Определяем сечение провода первичной и вторичной обмоток, исходя из плотности тока, равной 1,6А/мм²:

(2.18)

Принимаем по табл.2 для первичной и вторичной обмоток провод ПЭВ-1 со следующими данными: ток электрический трансформатор

a) диаметры проводов без изоляции ; ;

b) Диаметры проводов с изоляцией ; ;

;

Определяем число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника :

(2.19)

(2.20)

С учётом компенсации падения напряжения в проводах, число витков вторичной обмотки принимают:

(2.21)

Проверяем, разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь, занимаемая первичной и вторичной обмотками:

(2.22)

(2.23)

Площадь окна сердечника:

(2.24)

Отношение расчётной и фактической площадей окна сердечника:

(2.25)

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне выбранного сердечника трансформатора.

Выбираем однофазный трансформатор ОСМ-0,4 [4 с.103]:

; .; .; ; ;

2.3 Выбор аппаратов управления и защиты

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

(2.26)

где- номинальная мощность двигателя, кВт;

- номинальное напряжение, В;

- кпд двигателя;

2.3.1 Выбор автоматических выключателей

Автоматический выключатель - многоцелевой электрический аппарат для автоматической защиты электрических цепей и оборудования от аварийных режимов: токов короткого замыкания и перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменение направления тока, а также для нечастой коммутации электрических цепей.

Выбираем автоматический выключатель по условию:

(2.27)

где - сумма номинальных токов двигателей, А;

- сумма токов первичных обмоток трансформаторов, А;

1) Выбор вводного автоматического выключателя

Выбираем автоматический выключатель марки АС-25 с [1 с.142].

2) Выбор автоматического выключателя

Выбираем автоматический выключатель марки АЕ-2443 с

[1 с.142].

2.3.2 Выбор магнитных пускателей

Магнитный пускатель - специализированный аппарат, предназначенный, главным образом для пуска, остановки и реверса электродвигателя.

(2.28)

1) Выбор МП для М1.

Выбираем МП с тепловым реле марки ПМЕ-312 с [2 с.357].

2) Выбор МП для М2.

Выбираем МП с тепловым реле марки ПМЕ-002 с [2 с.357].

3) Выбор МП для М3.

Выбираем МП с тепловым реле марки ПМЕ-112 с [2 с.357].

2.3.3 Выбор кнопок управления

Кнопки управления относятся к низковольтным и применяются для управления электроприводами.

(2.29)

Выбираем кнопки управления марки КУ-120, [2 с.366].

2.3.4 Выбор электромагнитных муфт

Электромагнитные муфты являются исполнительными элементами современных быстродействующих электроприводов, обеспечивая торможение вала и передачу момента вала двигателя на исполняющий орган.

(2.31)

Выбираем электромагнитные муфты марки ЭТМ08 ;

; ; .

2.3.5 Выбор предохранителей [7 с139];

(2.32)

Выбираем предохранители ПР-2-15,, .

2.4 Выбор питающих проводников

Исходя из требования экономики меди, ПУЭ рекомендуют во всех случаях применять провода и кабели с алюминиевыми жилами, за исключением производств со взрывоопасной средой категориии, где применение проводников с медными жилами являются обязательными. Кроме того, медные проводники применяются для механизмов, работающих в условиях постоянных вибраций, сотрясений, а так же для передвижения электроустановок.

Выбор питающих проводников к электродвигателям осуществляется по условию:

(2.33)

где - допустимый ток питающего проводника;

- номинальный ток двигателя;

1) Выбираем питающий проводник для двигателя М1;

Выбираем один трехжильный провод с пластмассовой изоляцией с медными жилами сечением 10 мм² проложенный в трубе с

2) Выбираем общий питающий проводник для питания станка.

(2.34)

Выбираем трехжильный провод с пластмассовой изоляцией с медными жилами сечением 10 мм² проложенный в трубе с



3. Техника безопасности

3.1 Требования к персоналу

Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы. При отсутствии профессиональной подготовки такие работники должны быть обучены (до допуска к самостоятельной работе) в специализированных центрах подготовки персонала (учебных комбинатах, учебно-тренировочных центрах и т.п.).

Профессиональная подготовка персонала, повышение его квалификации, проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труба и безопасной работе персонала.

Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России. Совмещаемые профессии должны указываться администрацией организации в направлении на медицинский осмотр.

Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной роботе должен быть обучен приёмам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях.

Электромеханический (электротехнологический) персонал должен пройти проверку знаний настоящих правил и других нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности.

Персонал обязан соблюдать требования настоящих правил, инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже. Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труба при эксплуатации электроустановок, выдаётся удостоверение установленной формы, в которое вносятся результаты проверки знаний.

Работники, обладающие правом проведения специальных работ, должны иметь об этом запись в удостоверении.

Под специальными работами, право на проведение, которых отражается в удостоверении после проверки знаний работника, следует понимать:

a) верхолазные работы;

b) работы под напряжением на токоведущих частях: чистка, обмыв изаменаизоляторов, ремонт проводов, контроль измерительной штангой изоляторови соединительных зажимов, смазка тросов;

c) испытания оборудования повышенным напряжением (за исключением работ с мегомметром);

Перечень специальных работ может быть дополнен указаниями работодателя с учетом местных условий.

Работник, проходящий стажировку, дублирование, должен быть закреплён распоряжением за опытным работником. Допуск к самостоятельной работе должен быть также оформлен соответствующим распоряжением руководителя организации.

Каждый работник, если он не может принять меры к устранению нарушений настоящих правил, должен немедленно сообщить вышестоящему руководителю обо всех замеченных им нарушениях и представляющих опасность для людей, неисправностях электроустановок, машин, механизмов, приспособлений и т.д.

3.2 Осмотры электроустановок

В электроустановках напряжением до 1000 В, работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающие электроустановки, должны иметь 3 группу.

Вид оперативного обслуживания электроустановки, число работников из числа оперативного персонала в смене, определяется руководителем организации или структурного подразделения и закрепляется соответствующим распоряжением.

Единоличный осмотр электроустановок, электротехнической части технологического оборудования может выполнять работник, имеющий группу не ниже 3, из числа оперативного персонала, обслуживающего данную электроустановку в рабочее время или находящегося на дежурстве, либо работник из числа админитративно-технического персонала, имеющий 4 группу для электроустановок напряжением до 1000 В и право единоличного осмотра на основании письменного распоряженияруководителя организации.

Сопровождающий работник должен следить за безопасностью людей, допущенных в электроустановки, и предупреждать их о запрещении приближаться к токоведущим частям.

При осмотре электроустановок разрешается открывать двери щитов, пультов управления и других устройств

Не допускается выполнение какой-либо роботы во время осмотра.

Допускается снимать и устанавливать предохранители, находящиеся под напряжением, но без нагрузки.

При снятии и установке предохранителей под напряжением в электроустановках до 1000 В необходимо пользоваться изолирующими клещами или диэлектрическими перчатками и средствами защиты лица и глаз.

Двери электроустановок, камер, щитов и сборок, кроме тех, в которых проводятся работы, должны быть закрыты на замок.

Порядок хранения и выдачи ключей от электроустановок определяется распоряжением руководителя организации. Ключи от электроустановок должны находиться на учете у оперативного персонала. В электроустановках, не имеющих оперативного персонала, кличи могут быть на учете у админитративно-технического персонала.

Ключи должны быть пронумерованы и храниться в запираемом ящике. Один комплект должен быть запасным.

Ключи должны выдаваться под расписку:

a) работникам, имеющим право единоличного осмотра (в том числе оперативному персоналу), от всех помещений;

b) при допуске по наряду-допуску - допускающему из числа оперативного персонала, ответственному руководителю и производителю работ, наблюдающему - от помещений, в которых предстоит работать.

Ключи подлежат возврату ежедневно по окончании осмотра или работ.

При работе в электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, ключи должны возвращаться не позднее следующего рабочего дня после осмотра или полного окончания работ.

Выдача и возврат ключей должны учитываться в специальном журналепроизвольной формы или в оперативной журнале.

При несчастных случаях для освобождения пострадавшего от действия электрического тока, напряжение должно быть снято немедленно без предварительного разрешения.

3.3 Порядок и условия производства работ

Не допускается самовольное проведение работ, а также расширение рабочих мест и объема задания, определенных нарядом или распоряжением, или утвержденным перечнем работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации.

В электроустановках напряжением до 1000 В при работе под напряжением необходимо:

a) оградить расположенные в близи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение;

b) работать в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на резиновом диэлектрическом ковре;

c) применять изолированный инструмент (у отверток, кроме того, должен быть изолирован стержень) или пользоваться диэлектрическими перчатками.

Не допускается работать в одежде с короткими или засученными рукавами, также использовать ножовки, напильники, металлические метры и т.д.

Не допускается в электроустановках работать в согнутом положении.

Не допускается при работе около не огражденных токоведущих частей располагаться так, чтобы эти части находились сзади работника или с двух боковых сторон.

Не допускается прикасаться без применения электрозащитных средств к изоляторам, изолирующим частям оборудования, находящегося под напряжением.

Персоналу следует помнить, что после исчезновения напряжения на электроустановке оно может быть подано вновь без предупреждения.

Не допускаются работы в неосвещенных местах. Освещенность участков работ, рабочих мест, проездов и подходов к ним, должна быть равномерной, без слепящего действия осветительных устройств на работающих.

Литература

1. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. М.: Высшая школа, 2000. 255с.

2. Герасимова В.Г.Электротехнический справочник. Том 2. М.: Издательство МЭИ, 2003. 518с.

3. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. М.: Высшая школа, 1991. 158с.

4. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.:Энергоиздат, 1981. 552с.

5. КапунцовЮ.Д. Электрооборудование и электропривод промышленных установок. М.: Высшая школа, 1979. 359с.

6. Косилова А.Г. Справочник технолога - машиностростроителя. Том 2. М.: Машиностроение, 1985. 496с.

7. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.- 192с.

8. Москаленко В.В. Справочник электромонтера: Справочник. М.:ПрофОбрИэдат, 2002.288с.

9. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2004. - 648 с.

Размещено на Allbest.ru

...