Разработка лабораторного стенда для проведения лабораторных работ на тему "Трансформатор групповой трехфазный"

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
• 1.1 Назначение стенда и его роль в учебном процессе
• 1.2 Технические данные стенда и условия эксплуатации
• 1.3 Структурная схема и описание её работы
• 1.4 Описание и принцип работы схемы электрической принципиальной
• 2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
• 2.1 Технология проверки приборов, агрегатов и изделий перед монтажом
• 2.2 Производство монтажных работ
• 2.3 Технология наладки
• 2.4 Методика проверки стенда на работоспособность
• 2.5 Составление инструкции по лабораторной работе
• 2.6 Характерные неисправности и методы их устранения
• 2.7 Расчет трансформатора
• 3 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
• 3.1 Организация рабочего места слесаря-сборщика
• 3.2 Основные требования к рабочему месту, планировка рабочего места
• 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 4.1 Организационные расчёты
• 4.2 Определение расхода и стоимости основных материалов и комплектующих изделий

4.3 Калькуляция себестоимости изделия

5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Техника безопасности при работе с монтажными инструментами, электрическая безопасность при производстве монтажных и наладочных работ

• 5.2 Технические меры защиты от поражения электрическим током при работе на стенде
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Приложение А Стенд “ Трансформатор групповой трехфазный”. Схема электрическая принципиальная

Приложение Б Стенд “ Трансформатор групповой трехфазный ”. Схема структурная

Приложение В Стенд “Трансформатор групповой трехфазный ”. Схема соединений



ВВЕДЕНИЕ

Первостепенная роль в деле воспитания подрастающего поколения всегда принадлежала системе образования. Образование - одно из основных и неотъемлемых конституционных прав граждан Российской Федерации. Основы регулирования принципов государственной политики в области образования сформулированы в федеральных законах «Об образовании», «О высшем и послевузовском профессиональном образовании», а также в Национальной доктрине развития образования, утвержденной Постановлением Правительства РФ. Как отметил Президент нашего государства Владимир Владимирович Путин, «слабость образовательной системы - это угроза конкурентоспособности страны в целом». Поэтому необходимо выпускать более квалифицированных специалистов. Особое внимание необходимо уделять обучению студентов.

Национальная доктрина образования в Российской Федерации - основополагающий государственный документ, устанавливающий приоритет образования в государственной политике, стратегию и основные направления его развития. Доктрина определяет цели воспитания и обучения, пути их достижения посредством государственной политики в области образования, ожидаемые результаты развития системы образования на период до 2025 года.

Стратегические цели образования тесно увязаны с проблемами развития российского общества, включая:

создание основы для устойчивого социально-экономического и духовного развития России, обеспечение высокого качества жизни народа и национальной безопасности;

кадровое обеспечение динамично развивающейся рыночной экономики, интегрирующейся в мировое хозяйство, обладающей высокой конкурентоспособностью и инвестиционной привлекательностью;

утверждение статуса России в мировом сообществе как великой державы в сфере образования, культуры, искусства, науки, высоких технологий и экономики.

Доктрина отражает интересы граждан многонационального Российского государства и призвана создать в стране условия для всеобщего образования населения, обеспечить реальное равенство прав граждан и возможность каждому повышать образовательный уровень в течение всей жизни. лабораторный стенд монтаж неисправность

Доктрина признает образование приоритетной сферой накопления знаний и формирования умений, создания максимально благоприятных условий для выявления и развития творческих способностей каждого гражданина России, воспитания в нем трудолюбия и высоких нравственных принципов, а также признает образование сферой трудовой занятости населения, прибыльных долгосрочных инвестиций и наиболее эффективного вложения капитала.

Доктрина отражает новые условия функционирования образования, ответственность социальных партнеров - государства, общества, семей,работодателей - в вопросах качества общего и профессионального образования, воспитания подрастающего поколения.

Доктрина определяет основные направления совершенствования законодательства в области образования и является основой для разработки программ развития образования.

Принятие нормативных актов, противоречащих доктрине, в том числе снижающих уровень гарантий прав граждан в области образования и уровень его финансирования, не допускается.

Доктрина отражает решимость и волю государства принять на себя вместе с общественностью ответственность за настоящее и будущее отечественного образования, являющегося основой социально-экономического и духовного развития России.

Система образования призвана обеспечить:

формирование у детей и молодежи целостного миропонимания и современного научного мировоззрения, развитие культуры межэтнических отношений;

формирование у детей, молодежи, трудовой мотивации, активной жизненной и профессиональной позиции, обучение основным принципам построения профессиональной карьеры и навыкам поведения на рынке труда;

организацию учебного процесса с учетом современных достижений науки, систематическое обновление всех аспектов образования, отражающего изменения в сфере культуры, экономики, науки, техники и технологий;; преемственность уровней и ступеней образования; создание программ, реализующих информационные технологии в образовании и развитие открытого образования; академическую мобильность обучающихся;

развитие отечественных традиций в работе с одаренными детьми и молодежью, участие педагогических работников в научной деятельности;

подготовку высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития новых наукоемких технологий.

Цель работы:

Целью данного проекта является разработка лабораторного стенда для проведения лабораторных работ на тему "Трансформатор групповой трехфазный"

Лабораторные работы для студентов представляют собой важнейшую часть учебного процесса. Они способствуют лучшему усвоению содержания курса и развивают у студента специальные навыки. Прежде всего, прорабатывают основной теоретический материал по учебникам, конспектам лекций и вводной части лабораторной работы.

Благодаря лабораторным работам студенты получают больше опыта и навыков, тем самым мы получаем более качественных и квалифицированных специалистов.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение стенда и его роль в учебном процессе

Стенд предназначен для проведения лабораторных работ по дисциплине «МДК, аппараты и электропривода» на тему «Трансформатор групповой трехфазный».

Студент, выполняющий лабораторную работу на стенде "трехфазный трансформатор", должен изучить и экспериментально исследовать его работу с разными схемами соединения обмоток в опытах холостого хода и короткого замыкания.

Опыт холостого хода проводится с целью определения потребляемой мощности при холостом ходе. Если потребляемая мощность холостого хода соответствует паспортным данным то это свидетельствует о нормальной работе трансформатора. Если мощность холостого хода будет больше, то это будет свидетельствовать о некачественной сборке трансформатора или наличии в обмотке короткозамкнутого витка. Потребляемая мощность при холостом ходе в основном затрачивается на потери в стали ( магнитные потери).

В опыте короткого замыкания экспериментально определены активное и индуктивное сопротивление одной фазы трансформатора. Этот опыт состоит в том, что вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной подводится такое напряжение, при котором токи в обеих обмотках трансформатора имеют номинальное значение. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания (U_K).

1.2 Технические данные стенда и условия эксплуатации

Технические характеристики:

• -Напряжение питания, В 380
• - Род тока Переменный
• -Частота сети, Гц 50
• -Максимальный ток нагрузки, А 7
• - Максимальная потребляемая мощность, Вт 265
• - Габаритные размеры, мм:
• - Ширина 25
• - Длина 64

- Высота 34

-Длина сетевого провода, м 1,5.

Условия эксплуатации:

Температура окружающего воздуха не должна превышать 40°С, а ее среднесуточное значение не должна превышать 35°С. Нижний предел температуры окружающего воздуха минус 5°С. Относительная влажность воздуха не должна превышать 50% при максимальной температуре 40 °С. Более высокая относительная влажность может допускаться при более низких температурах, например 90% при 20 °С. Могут потребоваться специальные меры в случаях конденсации из-за колебаний температуры.

1.3 Структурная схема и описание её работы

Схема структурная приведена в приложении А. Переменное напряжение 380 вольт частотой 50 Герц подается на защитно-коммутационную аппаратуру 1. После чего ток проходит на аппаратуру сигнализации 2, которая сигнализирует нам о подаче напряжения на стенд. напряжение поступает на измерительную аппаратуру 3. Далее напряжение поступает на испытуемый трансформатор 4, затем блок нагрузки 5.



1.4 Описание и принцип работы схемы электрической принципиальной

Схема электрическая принципиальная приведена в приложении Б.

При включении автоматического выключателя SF1 загораются сигнальные светодиоды VD1-VD3. Включение сигнальных светодиодов дает нам знать, что напряжение трехфазное подано на стенд. Напряжение подаётся на первичную обмотку трансформатора TV1 через измерительные приборы, а именно - амперметры РА1-РАЗ, ваттметр PW1. Первичные и вторичные обмотки можно соединять звездой или треугольником. Для измерения коэффициента мощности в стенде установлен прибор COS ц.

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технология проверки приборов, агрегатов и изделий перед монтажом

Проверка контрольно-измерительных приборов может включать в себя процедуры:

*внешнего осмотра устройств,

*проверки исправности электрической проводки и прочих коммуникаций,

*проверки сохранности (при наличии) пломб, выявления

возникающих в процессе эксплуатации отказов,

*смазки движущихся механизмов.

Целью поверки электроизмерительных приборов является установление соответствия точности прибора классу точности, указанному на его шкале или установление класса точности прибора. Для обозначения класса точности приборов служит величина основной погрешности прибора, выраженная в процентах. Основная погрешность равна приведенной погрешности прибора, определенной в нормальных рабочих условиях.

Поверка приборов производится методом непосредственного сравнения, заключающимся в сравнении показаний испытуемого прибора с показаниями образцового, погрешности которого известны. Образцовая аппаратура должна обеспечивать точность измерения выше той, которую имеет проверяемый прибор. Для получения надлежащей точности измерений, выбор измерения образцовых приборов должен быть сделан таким образом, чтобы стрелка прибора при отчете не находилась в первой трети шкалы. При проверке вольтметра, как измеряемый, так и образцовый, включается параллельно, что обуславливает одинаковые напряжения на зажимах обоих вольтметров. Перед началом проверки необходимо убедиться, что стрелки прибора стоят на нулевом делении шкалы. Поверка производится на каждой числовой отметке шкалы, у которой поставлено число, обозначающее значение измеряемой величины, и по образцовому прибору производят отчет действительного значения измеряемой величины.

При поверке амперметры, как измеряемый, так и образцовый, включается последовательно, так что по ним протекает один и тот же ток. Перед началом проверки необходимо убедиться, что стрелки прибора стоят на нулевом делении шкалы, по проверяемому прибору устанавливают силу тока с помощью латра, изменяя его плавно от 0 до номинального значения. Поверка производится на каждой числовой отметке шкалы, у которой поставлено число обозначающее значение измеряемой величины, и по образцовому прибору производят отчет действительного значения измеряемой величины.

Затем, дойдя до конца шкалы, делает поверку при убывающих значениях измеряемой величины от конца шкалы до 0.

Проверка трансформатора:

На обрыв и короткое замыкание обмоток трансформатор проверяют омметром. На наличие исправной обмотки, трансформатор проверяют под напряжением, обуславливая коэффициент трансформации, мощность потерь в стали, мощность потерь в меди и КПД при всевозможных нагрузках во вторичной цепи.

Сопоставляя показания вольтметров, включенных в первичную и вторичную цепи при холостом ходе, определяют коэффициент трансформации. При отсутствии во вторичной цепи трансформатора нагрузки устанавливают мощность потерь в стали. Напряжения на первичной и вторичной обмотках при холостом ходе равны номинальным напряжениям трансформатора, сила же тока в первичной обмотке очень мала, а во вторичной - равна нулю, вследствие этого потери в меди можно проигнорировать (они прямо пропорциональны квадрату силы тока). Включенный в первичную цепь ваттметр обнаружит мощность потерь в стали. Мощность потерь в меди не зависит от напряжения на обмотках, а зависит от силы тока. Отчего её определяют при номинальной силе тока в обмотках. Для того чтобы добиться номинальной силы тока в обмотках необходимо на первичной обмотке напряжение снизить до 5-10% от номинального напряжения с расчетом, чтобы при коротком замыкании вторичной обмотки (опыт короткого замыкания) сила тока в первичной обмотке была одинакова номинальной силе тока. Понижение напряжения нужно чтобы уменьшить силу тока короткого замыкания трансформатора, что крайне опасно для него.

При соблюдении выше указанных условий проведения, ваттметр, подключенный в первичную цепь, определит мощность потерь в меди. Во вторичную цепь включают электроприемник, позволяющий изменять нагрузку для определения в ней КПД трансформатора при различных нагрузках. При уменьшении (увиливании) нагрузки в первичной цепи снижаются (возрастают) и нагрузки во вторичной цепи (проявление закона сохранения энергии). Сопоставляя показания ваттметров, устанавливают зависимость КПД трансформатора от нагрузки во вторичной цепи.

Поверка светодиода:

Перед поверкой диода, исключите его из электрической схемы, поскольку внешние цепи могут вызвать искажение измерений. Перед касанием выводов диода и прибора руками коснитесь заземления, чтобы снять накопившийся в теле заряд статического электричества. Чувствительные элементы способны выйти из строя даже от такого заряда. Включите на мультиметре (тестере) функцию проверки исправности диодов. Прикоснитесь щупами тестера к обоим выходам диода. При этом важно соблюсти нужную полярность. Красный щуп тестера подключайте к положительному выходу диода (аноду), черный щуп - к отрицательному выводу (катоду). Чтобы найти катод на диоде, осмотрите внимательно оба выхода диода. Полоска около одного из них обозначает катод. Не касайтесь руками металлических частей щупа тестера и выводов диода.

Снимите показания мультиметра. Затем прикоснитесь красным щупом прибора к катоду, а черным к аноду и снимите показания еще раз. Если при первом снятии показаний тестер выдал значение, близкое к нулю (но не равное), а при втором зашкалил, диод исправен. Если тестер зашкалил

при обоих снятиях показаний, диод неисправен. Произошел разрыв внутри диода. Если при обоих снятиях показаний тестер показал ноль, значит диод замкнуло накоротко.

При отсутствии цифрового тестера с функцией проверки диодов, проведите тестирование с помощью омметра или аналогового (стрелочного) мультиметра. Для этого включите прибор в режим измерения сопротивлений с максимально возможным пределом. Подключите красный щуп тестера к аноду, а черный к катоду проверяемого диода. Прибор должен показать незначительное сопротивление. После смены выводов местами тестер должен показать бесконечно большое сопротивление. Для светоизлучающих диодов правильность подключения и проверку исправности выполняют визуально.

Проверка автоматического выключателя:

При проверке и испытаниях автоматических выключателей выполняют следующее: внешний осмотр; измерение сопротивления изоляции и ее испытание повышенным напряжением промышленной частоты; проверку работоспособности автоматических выключателей при номинальном, пониженном и повышенном напряжениях оперативного тока.

При внешнем осмотре проверяют соответствие установленных автоматических выключателей проекту или параметрам сети; надежность контактных соединений; правильность регулировки контактной системы и четкость работы привода при ручном включении и отключении выключателя.

К внешнему осмотру можно приступать только после тщательного изучения инструкции по эксплуатации данных выключателей.

Сопротивление изоляции проверяют мегомметром на 1000 В между зажимами полюсов и между зажимами каждого полюса и заземленной металлической конструкцией автомата в отключенном положении при снятом напряжении. Оно должно быть не менее 0,5 МОм.

2.2 Производство монтажных работ

Перед монтажными работами нам понадобится электроинструмент:дрель, лобзик, паяльник. А так же отвертка, плоскогубцы, ножик, карандаш грифельный.

В первую очередь переносим размеры с ватмана на переднюю панель стенда.

Берем дрель со сверлом диаметром 8 мм и просверливаем отверстия, для вырезки лобзиком отверстий под приборы. После того как подготовили переднюю панель стенда, начинаем вырезать отверстия по уже начертанным размерам. Берем дрель со сверлом диаметром 6 мм и просверливаем отверстия для клемм и сигнальных ламп по уже начертанным размерам.

Далее берем дрель с диаметром сверла 2 мм и просверливаем отверстия, на нижней панели лабораторного стенда, для диодного моста. А для трансформатора и двигателя постоянного тока берем дрель с диаметром сверла 7 мм и просверливаем отверстия по нанесённым размерам. Так как трансформатор и двигатель довольно тяжелые, их крепим на болты, а все остальное крепим на винты.

После чего переднею и нижнею панель скрепляем уголками, предварительно просверлив отверстия диаметром 6 мм в передней панели стенда.

Закрепляем и устанавливаем устройства на стенд, и закрепляем клеммы на передней панели.

Проверяем, все ли надежно закреплено.

Теперь подсоединяем провода к устройствам, засовываем провода в жгуты и крепим к нижней панели стенда и собираем цепь.

Для подсоединения провода к трансформатору нам необходим паяльник и изолирующие трубочки.

2.3 Технология наладки

Подготовка к производству наладочных работ начинается с получения и изучения технической документации по лабораторному стенду. Изучается схема электрическая принципиальная и структурная схема, расположение электрооборудования и элементов цепи схемы. В первоначальной наладке необходимо сделать внешний осмотр лабораторного стенда и приборной панели, убедится что всё закреплено крепко, ничего не шатается, измерительные приборы установлены верно, клеммы не разболтаны, проверить шурупы крепящие переднюю панель. Далее мегомметром проверяем состояние изоляции проводов трансформаторов и электроаппаратуры. Сопротивление изоляции проводов должно быть не менее 1 мОм.

В процессе пуска и наладки лабораторного стенда выявляют и устраняют ошибки, допущенные при электромонтаже и устраняют недоработки принципиальной схемы. От наладчика стенда требуется хорошего знания принципиальной схемы и возможных неполадках, и знание структурной схемы всех её блоков.

2.4 Методика проверки стенда на работоспособность

Для проверки стенда на работоспособность необходимо его подключить к источнику питания. Включаем автоматический выключатель SF1. Загорается сигнальная лампа, которая даёт нам знать, что напряжение подано на стенд. Сигнальная лампа в порядке. После включения автоматического выключателя SF1 ток проходит через трансформатор, трансформатор не гудит и не греется, значит он в исправном состоянии. Потребляемое напряжение на обмотках трансформатора мы наблюдаем на приборе напряжения PV1. Он показывает значит прибор исправен. Далее ток проходит через якорную обмотку и обмотку возбуждения. Следить за током мы можем при помощи амперметра РА1 - РАЗ. Если они показывают значит они в рабочем состоянии.

2.5 Составление инструкции по лабораторной работе

Цель работы:

- Изучить устройство трансформатора и приобрести практические навыки в сборке схемы при опытном исследовании холостого хода и короткого замыкания.

План работы:

- Ознакомиться со стендом и записать его паспортные данные и данные измерительных приборов.

- Определить коэффициент трансформации.

- Произвести опыт холостого хода и построить зависимость:

тока холостого хода от напряжения на первичных зажимах,

Ix = f(Ul),

мощности при холостом ходе от первичного напряжения,

Px = f(Ui),

- найти значения тока холостого хода Ix, cosц x ,

- найти потери холостого хода Р_х при номинальном напряжении U_н;

- найти соотношение между активной и реактивной составляющими тока холостого хода,

- Определить отношение I_х/I_Iн и Р_х/Р_н,

- Произвести опыт короткого замыкания,

- Определить напряжение короткого замыкания трансформатора и построить зависимость процентного изменения напряжения трансформатора:

А) от тока нагрузки U% = f (12 ) cosц2 = 0,8;

Б) от cosц2; U% = f (cosц2) при I₂ = I_2н.

- Построить кривую зависимости к. п. д. трансформатора от полезной мощности ? = f ( Р2) при cosц2 = 0,8.

- Определить нагрузку трансформатора, при которой наступает максимум к. п. д.

- Главные выводы и заключение.

Описание работ:

Для выполнения опытов холостого хода и короткого замыкания собирается соответствующая схема.

В этих схемах для понижения напряжения, подводимого к испытуемому трансформатору, и плавного понижения его используется автотрансформатор ( Латр ), с которым необходимо ознакомиться и установить то положение ротора, при котором напряжение на выходных зажимах наименьшие.

В схеме опыта холостого хода от автотрансформатора присоединяются зажимы обмоток низшего напряжения (НН).

Обмотка высшего напряжения (ВН) остается разомкнутой.

Измерительные приборы амперметр, ваттметр и вольтметр включаются так, чтобы они измеряли ток, мощность и напряжение одной фазы.

В схеме опыта короткого замыкания одна из обмоток замкнута накоротко, а к другой подведено такое понижение напряжение, чтобы токи в обмотках не превышали номинальных.

Понижение напряжение во многих случаях удобнее подводить к обмотке ВН, а НН замкнуть накоротко.

Замыкать обмотку следует очень надежно, короткими проводами большого сечения и не ставить в цепь ее амперметр.

При сборке схем необходимо обратить особое внимание на надежность всех соединений обмоток трансформатора.

2.6 Характерные неисправности и методы их устранения

Неисправность электрического характера очень распространены во всей промышленности, и считается, что они вызывают от 75 до 85% известных отказов.

Следовательно, для обслуживающего персонала важно умение диагностировать и исправлять неисправности в электрическом оборудовании.

Коммутационные устройства могут вызывать множество проблем электрического характера, с которыми сталкиваются обслуживающие механики. Они используются для управления определенными нагрузками в системе.

Эти устройства должны проверяться на наличие двух неисправностей:

Первая, контакты и исполнительный механизм вышел из строя.

Вторая: катушка, замыкающая контакты, повреждена.

Первым шагом в поиске неисправности в каком-либо элементе является понимание его функционирования и назначения.

Контакты и исполнительный механизм - состоит из контактных групп и катушки, при включении которые должны образовать хороший электрический контакт.

Одна из часто встречающихся в контактах проблема состоит в неисправности их коммутационных элементов.

Контакты могут выгореть, покрыться коррозией, или замыкать. Контакты со следами выгорания, коррозией могут вызывать падение напряжения.

Характерные неисправности, причины их появления и способы их устранения приведены в таблице 1.



Неисправности	Причины	Способ устранения
1	2	3
Отсутствие напряжения в стенде	Отхождение контактов в вилке	Подтянуть контакты в вилке
Сигнализация не сигнализирует о подачи напряжения	Перегорел светодиод	Заменить светодиод
	Поврежден кабель питания	Заменить кабель
	В кабели питания отсутствует напряжение	проверить наличие напряжения в сети
Отсутствие питания на стенде	Плохой контакт при подключении к основной сети	Проверить контакт и закрепить.
	Оборван или поврежден кабель .	Закрепить кабель на место или если требуется заменить на новый.
При включении автоматического выключателя питание не подаётся на стенд	Вышла из строя пластина	Заменить выключатель на новый
Повышенное гудение в трансформаторе	Ослабление прессовки магнитопровода.	Подтянуть прессующие шпильки
Потрескивание внутри трансформатора	Обрыв обмотки	Необходимо перемотать обмотку трансформатора или заменить трансформатор на другой.
Трансформатор сильно нагревается	Короткозамкнутый виток	Заменить трансформатор на другой
	Замыкание пластин сердечника	Заменить трансформатор на другой
Вольтметр не показывает напряжение	Поврежден или оторван провод от клемм	Заменить провод или припаять обратно
	Вольтметр неисправен	Заменить
Амперметр не показывает	Перегорел амперметр	Заменить прибор на другой
	плохое соединение клемм	Дотянуть клеммы



2.7 Расчёт трансформатора

Цель расчета трансформатора:

Определить:

- мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора;

- мощность трансформатора;

- ток в первичной обмотке;

- площадь сечения сердечника магнитопровода;

- число витков первичной (сетевой) обмотки; в первичной обмотке;

- площадь сечения сердечника магнитопровода;

- число витков вторичной обмотки;

- диаметры проводов обмоток трансформатора.

Рисунок 2.1 Схема для расчета трансформатора

Исходные данные для расчета трансформатора:

• Напряжение на первичной обмотке, В - 220
• Напряжение на вторичной обмотке, В - 30
• Ток во вторичной обмотке, А -7

Зная необходимые напряжения на вторичной обмотки и максимальный ток нагрузки, трансформатор рассчитывают в такой последовательности:

Определяем мощность потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора

P₂ = U₂ Ч I₂ (3.1)

Где: I₂ - максимальный ток нагрузки, А;

U₂ - напряжение во вторичной обмотке, В;

Р₂=30 х 7 = 210 Вт.

Подсчитываем мощность трансформатора:

Р_тр ⁼ 1,25 х P₂ (3.2)

где : Ртр - мощность трансформатора, Вт;

Р₂ - мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.

Р_тр= 1,25 х 60 = 262,5 Вт.

Определяем значение тока, текущего в первичной обмотке:

II = Ртр/UI, (3.3)

где: I_I - ток, протекающий через первичную обмотку, А

Р_тр - мощность трансформатора, Вт

U_I - напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение), В

I_I =262,5/220= 1,19 А.

Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

(3.4)

где S - сечение сердечника магнитопровода, см ,

Ртр - мощность трансформатора, Вт.

(см²).

Определяем число витков первичной обмотки:



щ1= 50 Ч U1 / S1 (3.5)

где: щ1 - число витков обмотки, в напряжение на первичной обмотке, в

U1 - напряжение на первичной обмотке, В

S1 - cечение сердечника магнитопровода, см²

щ₁= 50Ч220/11.3=977 (в)

Подсчитываем число витков вторичной обмотки:

щ₂= 55ЧU₂/S₂ (3.6)

где: щ2 - число витков обмотки, в напряжение на первичной обмотке, в

U2 - напряжение на первичной обмотке, В

S2 - cечение сердечника магнитопровода, см²

щ2 = 55 Ч 30 / 11.3 = 147 В

Определяем диаметры проводов обмоток трансформатора:

d1= 0.02 (3.8)

где: di - диаметр провода, мм,

Ii - ток протекающий через первичную обмотку,

Iобщ= 0,34 А, то диаметр провода d1 = 0,2мм.

d1= 0.02 (3.9)

где: d₂ - диаметр провода, мм,

I2 - ток протекающий через первичную обмотку, А.

Iобщ = ЗА, то диаметр провода d2 = 0,4 мм.



3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

3.1 Организация рабочего места слесаря-сборщика

Рабочее место слесаря-сборщика - это часть производственной площади цеха или участка с необходимым оборудованием, инструментами, приспособлениями, материалами и принадлежностями, которые применяет рабочий или бригада для выполнения производственного задания. При слесарно-сборочных работах на каждое рабочее место слесаря отводится площадь от 6 до 10 м (в зависимости от размера собираемого изделия).

Под организацией рабочего места слесаря-сборщика понимается правильная расстановка оборудования, наивыгоднейшее расположение инструмента и деталей на рабочем месте, планомерное снабжение деталями и вспомогательными материалами, механизация и оснащение специальными приспособлениями технологического процесса сборки.

Основным рабочим местом слесаря-сборщика является верстак или сборочный стол на конвейере.

В зависимости от вида собираемых изделий стол верстака покрывают прочным листовым материалом (декоративным пластиком, линолеумом, фанерой и др.). Спереди и с боков крышки стола устанавливают деревянные планки-бортики или металлические угольники, препятствующие падению с верстака мелких деталей и инструментов. В зависимости от условий работы верстаки бывают одноместными и многоместными - для двух и более рабочих. В многоместных слесарных верстаках расстояние между тисками должно быть 1200-1500 мм. Верстак должен быть прочным и устойчивым. Размещать верстаки следует таким образом, чтобы проходы между ними были не менее 1,5 м.

При конвейерной сборке верстаки нужно располагать вблизи конвейера так, чтобы рабочий находился между конвейером и верстаком. Рабочее место у верстака должно быть хорошо освещено. Для работы в вечернее время рабочее место освещается электрической лампочкой местного освещения.

К рабочему месту предъявляются следующие требования:

1.На рабочем месте должно находиться только то, что требуется для выполнения данного задания.

2. Инструменты, детали и документация должны быть расположены на расстоянии вытянутой руки; при этом предметы, которыми рабочий пользуется более часто, располагают ближе, а предметы, которыми он пользуется реже,- дальше.

3. Все, что берется левой рукой, должно быть расположено слева, а все, что берется правой, - справа. Все, что берется обеими руками, должно находиться впереди.

4. Инструмент и детали следует разложить в строгой последовательности их применения, а не разбрасывать и не накладывать друг на друга.

5. В ящиках верстака должны находиться наиболее часто употребляемые инструменты, приспособления и материалы. Все точные мерительные инструменты необходимо хранить в футлярах.

6. Напильники, сверла, метчики и другие режущие инструменты следует укладывать на деревянные подставки так, чтобы они были предохранены от повреждений.

7. Чертежи, инструкции, наряды и другую документацию нужно помещать для удобства пользования на видном месте.

До начала работы слесарь-сборщик должен ознакомиться с заданием, рабочим нарядом, технологическим процессом и чертежами, подготовить необходимый инструмент, приспособления, материалы и детали, проверив предварительно их исправность.

Во время работы слесарь-сборщик обязан в течение всего рабочего дня полностью использовать все рабочее время, не отвлекаясь от работы, и не отлучаться с рабочего места без разрешения мастера, использовать инструмент только по его назначению и предохранять его от повреждений и загрязнения; строго соблюдать правила техники безопасности.

По окончании работы слесарь-сборщик должен привести в порядок рабочее место (оборудование, верстак, станки, а также прилегающую к ним площадь), тщательно очистив его от стружки и мусора; смазать рабочие части станков тонким слоем машинного масла; очистить от грязи и масла инструменты и приспособления, применявшиеся при работе; тщательно вычистить, вытереть измерительный инструмент и покрыть его тонким слоем вазелина или безкислотного масла; разложить или расставить по отведенным местам готовые узлы и детали; раздвинуть губки тисков, оставив зазор между ними 5-10 мм.

3.2 Основные требования к рабочему месту, планировка рабочего места

К рабочему месту слесаря-сборщика предъявляются следующие требования:

На рабочем месте должно находиться только то, что требуется для выполнения данного задания.

Инструменты, детали и документация должны быть расположены на расстоянии вытянутой руки; при этом предметы, которыми рабочий пользуется более часто, располагают ближе, а предметы, которыми он пользуется реже,- дальше.

Все, что берется левой рукой, должно быть расположено слева, а все, что берется правой, - справа. Все, что берется обеими руками, должно находиться впереди.

Инструмент и детали следует разложить в строгой последовательности их применения, а не разбрасывать и не накладывать друг на друга.

В ящиках верстака должны находиться наиболее часто употребляемые инструменты, приспособления и материалы. Все точные мерительные инструменты необходимо хранить в футлярах.

Напильники, сверла, метчики и другие режущие инструменты следует укладывать на деревянные подставки так, чтобы они были предохранены от повреждений.

Чертежи, инструкции, наряды и другую документацию нужно помещать

для удобства пользования на видном месте.

Планировкой рабочего места называют пространственное расположение основного и вспомогательного оборудования, оснастки и предметов труда, а также самого работающего, обеспечивающее рациональное выполнение трудовых движений и приемов, благоприятные и безопасные условия труда.

При организации рабочего места весьма важным фактором является рабочая поза работника, т.е. положение его корпуса, головы, рук и ног относительно орудий труда. Если работник работает сидя, ему необходимо обеспечить правильную и удобную посадку, что достигается устройством опоры для спины, рук, ног, правильной конструкцией сиденья, способствующей равномерному распределению массы тела.

Все материальные элементы рабочего места разделяют на предметы постоянного и временного пользования и с учетом этого располагают в определенном порядке на местах постоянного хранения; это экономит трудовые движения и силы работающего. Инструмент, оснастка и предметы труда должны находиться на расстоянии 560 - 750 мм на уровне рук работника, тогда их использование не приводит к излишним движениям и наклонам. Важным элементом рациональной планировки рабочего места является учет индивидуальных антропометрических и психофизиологических данных работающего.

Рабочие места оборудуют соответствующей мебелью и инвентарем, отвечающим наиболее комфортабельным условиям работы и требованиям физиологии, психологии и эстетики.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Организационные расчёты

Трудоемкость изготовления лабораторного стенда состоит из трудоемкости,приходящейся на проектирование и непосредственное изготовление изделия.

Трудоемкость проектных работ составляет 121 час, в том числе:

- На составление технического задания 28 часов,

- Изучение технической литературы о конструкции и технологии изготовления аналогичных изделий 46 часов,

- Составление структурной схемы 16 часов,

- Составление электрической принципиальной схемы 19 часов,

- Составление чертежа общего вида конструкции 22 часа.

В таблице 2 приведена трудоемкость изготовления лабораторного стенда, описанного в данном дипломном проекте, включающая в себя следующие операции: комплектовочную, слесарную, сборочные, контрольные, электромонтажную, регулировочную.

Таблица 2. Определение трудоемкости изготовления лабораторного стенда

№ опер	Наименование операции	Разряд работ	Трудоемкость, Час.	Часовая Ставка, руб.	Сдельная расценка, РУб-
005	комплектовочная	3	5	98	15,5
010	Слесарная	3	18	98	55,8
015	Сборочная	3	28	98	86,8
020	Контрольная	3	3	98	15,3
025	Электромонтажная	3	16	98	50
030	Контрольная	3	4,5	98	13,95
035	Сборочная	3	25	98	100
040	Регулировочная	3	10	98	31
045	Контрольная	3	4,5	98	13,95
050	Испытание	3	10	98	31
	Итого		124		12152

Определил трудоемкость изготовления лабораторного стенда, она составила 124 часов.

Сдельная расценка составила 12152 руб

4.2 Определение расхода и стоимости основных материалов и комплектующих изделий

Для определения расхода и стоимости основных материалов и комплектующих изделий, нужно посчитать материальные затраты, необходимые для разработки лабораторного стенда.

С этой целью в таблице 3 приведена ведомость применяемых материалов и в таблице 4 - ведомость применяемых комплектующих.

Таблица 3. Ведомость применяемых материалов.

Наименование материалов	Единица измерения	Цена за единицу, руб.	Норма расходов	Сумма, руб.
Припой	гр.	2,95р.	50гр.	147,5
Канифоль	гр.	1р-	20гр.	20
ДСП	м	195р.	2м2	390
Оргстекло	м	300р.	1м2	300
Итого:	813

Таблица 4. Ведомость применяемых комплектующих

Наименование комплектующих	Единица измерения	Цена за единицу, руб.	Норма расходов, шт.	Сумма руб.
Амперметр	шт	350	4	1200
Вольтметр	шт	300	1	300
Ваттметр	шт	520	1	720
Выключатель Автоматический ВА 47-63	шт	120	1	120
Клеммы	шт	9	36	324
Клемник	шт	16	1	16
Провода	м	20	8	160
Вилка трехфазная	шт	100	1	100
Светодиод AJI112B	шт	14	3	42
Прибор cos ц	шт	200	1	200
Трансформатор ЩК 700 041-01	шт	400	3	1200
Трансформатор ПЭВ - 2	шт	150	1	150

4.3 Калькуляция себестоимости изделия

Под калькуляцией себестоимости понимается определенные затраты образующие себестоимость продукции группируются в соответствии с их экономическим содержанием по следующим элементам:

- материальные затраты;

- заработная плата основная;

- заработная плата дополнительная;

- отчисление в пенсионный фонд;

- отчисление в фонд социального страхования

- отчисление в фонд обязательного медицинского страхования;

- амортизация основных фондов;

- прочие затраты.

Приведем расчет себестоимости изделия:

1. Расценка сдельная:

Рсд = Ттр. ч х сч, руб.

где Ттр.ч - трудоемкость, час;

сч - ставка часовая, руб.

Рсд = 124 х 98 = 12152 руб.

2. Расчет премий в размере 40%:

П = Рсд х 40/100, руб.

П = Рсд х 40 / 100 = 4860,8 руб

3. Фонд заработной платы:

ФЗП = Рсд + П ФЗП = 12152 + 4860,8 = 17012,8 руб.

Рассчитать все налоги от фонда заработной платы:

4. Отчисления в пенсионный фонд 22%

ОПФ = ФЗП х 0,22 руб.

ОПФ = 17012,8 х 0,22 = 3742,8 руб.

5. Фонд социального страхования 2,9%:

ФСС = ФЗП х 0,029 руб.,

ФСС = 17012,8 х 0,029 = 493,3 руб.

6. Фонд медицинского страхования 5,1%:

ФМС = ФЗП х 0,051 руб.

ФМС = 17012,8 х 0,051 = 867,6 руб.

7. Рассчитать всего:

Вс = ОПФ + ФСС + ФМС руб.

Вс = 4423,3 + 493,3 + 527,4 = 5444,07 руб.

8. Рассчитать общий фонд заработной платы:

ОФЗП = Вс + ФЗП руб.

ОФЗП = 5444,07 + 17012,8 = 22456,8 руб.

Рассчитываю калькуляцию себестоимости изделия согласно статье калькуляции:

Кл = 3882 + 813 + 17012,8 + 4423,3 + 493,3 + 527,4 = 23068,7 руб.

Так как данное изделие не предназначено для реализации, то отпускная цена не рассчитывается.

Таким образом, производственная себестоимость равна 23068,7 рублей.

5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Техника безопасности при работе с монтажными инструментами, электрическая безопасность при производстве монтажных и наладочных работ

При выполнении монтажных работ разрешается применять только исправный ручной инструмент. Ручной инструмент не должен иметь повреждений (трещин, сколов, выбоин) рабочих кромок, заусенцев и зазубрин в месте захвата инструмента рукой работающего, трещин и заусенцев на затылочной части рукояток. Деревянные рукоятки ручных инструментов должны быть изготовлены из древесины твердых и вязких пород, гладко обработаны и надежно закреплены. На поверхности рукояток не допускаются выбоины и сколы.

Инструмент с изолированными рукоятками применяют для работы под напряжением в электроустановках до 1000 В в качестве основного средства защиты. Изолирующие рукоятки такого инструмента должны быть выполнены в виде чехлов или в виде не снимаемого покрытия из влагостойкого, маслобензостойкого, нехрупкого электроизоляционного материала с упорами со стороны рабочего органа. Изоляция должна покрывать всю рукоятку, ее длина должна быть не менее 100 мм до середины упора. Изоляция стержней отверток должна оканчиваться на расстоянии не более 10 мм от конца лезвия отвертки. Изолирующие рукоятки как на поверхности, так и в толще изоляции не должны иметь раковин, сколов, вздутий и других дефектов. Перед началом работ с электроинструментом необходимо проверить:

затяжку винтов, крепящих детали электроинструмента;

исправность редуктора, поворачивая рукой шпиндель электроинструмента (при отключенном электродвигателе);

состояние провода электроинструмента, целость изоляции, отсутствие излома жил.

Пользоваться неисправным электроинструментом категорически запрещается. Лицам, пользующимся электроинструментом, запрещается:

разбирать электроинструмент и производить самостоятельно какой-либо ремонт (как самого инструмента, так и проводов, штепсельных соединений и т.п.);

держаться за провод электроинструмента или касаться вращающегося режущего инструмента;

удалять руками стружку или опилки во время работы инструмента или до полной его остановки;

передавать электроинструмент включенным хотя бы на непродолжительное время другим лицам.

Мегомметр применяется в электромонтажных работах для измерения сопротивления изоляции электрооборудования, проводов и кабелей. Так как на выходе мегомметра при измерении образуется высокое напряжение, то в это время нельзя прикасаться к неизолированным частям объекта измерения и проводов прибора. По той же причине если в лабораторном стенде, где производится измерение, есть элементы, которые могут быть повреждены этим напряжением, например конденсаторы, полупроводниковые приборы, они должны быть отсоединены или закорочены проводом.

Паяльники, находящиеся в рабочем состоянии, должны находиться постоянно в зоне действия вытяжной вентиляции. При пайке запрещается стряхивать припой. Лишний припой можно снимать только на специальную подставку для паяльника. При коротких перерывах в работе с электропаяльником нужно класть его на специальную подставку с металлическими скобами. При длительных перерывах и по окончании работы паяльник следует обязательно отключить от электросети. При выполнении монтажных и пусконаладочных работ, а также при техническом обслуживании и ремонте технических средств и систем безопасности необходимо использовать паяльники, рассчитанные на питание переменным током напряжением не свыше 42 В, от индивидуального трансформатора для каждого рабочего места. Допускается использование электропаяльников на 220 В, если они получают питание от разделительного трансформатора или через устройство защитного отключения. В помещении, где производится пайка, запрещается принимать пищу.

При индивидуальном испытании аппаратуры и оборудования систем безопасности соблюдают следующие требования безопасности труда:

перед пробным включением убеждаются в отсутствии людей вблизи токоведущих частей;

пробное включение аппаратуры и оборудования систем безопасности (постановка схемы под напряжение) производят только после тщательной проверки правильности монтажа схемы согласно проекту, надежности контактных соединений в приборах, аппаратуре, оборудовании, шкафах, соединительных коробках и других элементах схемы.

5.2 Технические меры защиты от поражения электрическим током при работе на стенде

Нарушение правил электробезопасности при использовании технологического оборудования, электроустановок и непосредственное соприкосновение с токо ведущими частями установок, находящихся под напряжением, создает опасность поражения электрическим током.

Прохождение электрического тока через организм человека оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве крови, кровеносных сосудов; электролитическое -- в разложении крови; биологическое -- в раздражении живых тканей организма, что может привести к прекращению деятельности органов кровообращения и дыхания.

Исход действия электрического тока на организм человека зависит от величины и напряжения тока, частоты, продолжительности воздействия, пути тока и общего состояния человека. Исследованиями установлено, что ток силой около 1 мА является ощутимым (пороговым). При увеличении тока человек начинает ощущать болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно

оторваться от источника тока. Такие токи называют не отпускающими токами. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток 100 мА считают смертельным.

Многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы -- это местные повреждения тканей организма, которые бывают следующих видов:

— электрический ожог (контактный) токовый -- получается в результате соприкосновения (контакта) человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Различают четыре степени ожогов: I -- покраснение кожи; II -- образование пузырей; III

— омертвение всей толщи кожи; IV -- обугливание тканей организма. Тяжесть поражения обусловливается не столько степенью ожога, сколько площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1000 В и являются чаще всего ожогами I--II степени;

— дуговой (бесконтактный) ожог -- возникает при напряжении более 2000 В. В этом случае между телом человека и токоведущей частью оборудования возникает электрический разряд (дуга), температура которого превышает 3000 "С. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые (III--IV степени).

Электрические знаки -- это пятна серого и бледно-желтого цвета, царапины, ушибы на поверхности кожи человека, подвергшейся действию тока. Форма знака может соответствовать форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший. Лечение электрических знаков в большинстве случаев завершается благополучно, пораженное место восстанавливает чувствительность и эластичность.

Металлизация кожи представляет собой проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги или растворенного в электролитах электролизных ванн. В пораженном месте кожа становится шероховатой, жесткой и приобретает соответствующую окраску (например, зеленую -- от соприкосновения с

медью). Работы, при которых есть вероятность возникновения электрической дуги, следует выполнять в очках, а одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы.

Электроофтальмия -- это поражение конъюнктивы и кожи век в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей при электрической дуге.

Механические повреждения могут возникнуть в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока. Механические повреждения (разрывы кожи, кровеносных сосудов, переломы костей) относят к травмам, требующим продолжительного лечения.

Электрический удар -- возбуждение живых тканей и внутренних органов человека, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Электроудары бывают четырех степеней:

I -- судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II -- судороги мышц, потеря сознания при сохранении дыхания и работе сердца;

III -- потеря сознания, остановка сердца или дыхания;

IV -- клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Воздействие тока может быть и рефлекторным (не прямым), когда происходит поражение центральной нервной системы. Это также может нарушить кровообращение и дыхание.

Электрический шок -- разновидность электроудара, когда происходит тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. Может закончиться летальным исходом при отсутствии своевременной врачебной помощи.

Степень опасности при поражении электрическим током зависит также и от схемы включения человека в электросеть.

Если человек замыкает телом два фазных провода, то он попадает под полное линейное напряжение сети. При расчетном сопротивлении тела человека 1000 Ом и напряжении 380 В сила тока поражения может достигнуть значения 380 мА, что является опасным для жизни человека.

Кроме того, поражающее действие тока может быть различным даже при одном и том же значении его величины. Это зависит от того, через какие органы проходит ток ("петли тока").

Однофазное включение -- это соприкосновение тела человека с одним токоведущим проводом и землей. В этом случае степень опасности поражения человека зависит от наличия заземления нейтрали. При прикосновении к системе с изолированной нейтралью в электрическую цепь, кроме сопротивления самого человека, его обуви и пола, включается сопротивление изоляции проводов других фаз.

Под напряжением также может оказаться корпус оборудования или машин в результате накопления статического электричества. Под статическим

электричеством понимается потенциальный запас электрической энергии, образующийся на корпусе оборудования в результате трения или индукционного влияния сильных электрических разрядов. Статические разряды могут образовываться в помещениях с большим количеством пыли органического происхождения, а также накапливаться на людях при пользовании бельем и одеждой из шелка, шерсти и искусственных волокон при движении по токонепроводящему синтетическому покрытию пола (линолеум, ковролин и т. п.).

Искровой заряд статического электричества, часто достигающий нескольких десятков тысяч вольт, может быть причиной взрыва и пожара. Для предотвращения накапливания статического электричества необходимо устраивать мокрую уборку в помещениях, пользоваться спецодеждой из естественных тканей и спецобувью, а также обеспечивать качество вентиляции в соответствии с санитарными нормами.

...