Техническая эксплуатация электрооборудования цеха обработки корпусных деталей

 

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уральский государственный колледж имени И.И. Ползунова

 

 

 КП. 140613.6.ПЗ

 

 

 

 

Техническая эксплуатация электрооборудования цеха обработки корпусных деталей

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

      Руководитель                                                         Разработал

      ___________/Каргапольцев Ю.А./                        __________/Дроздов С.В./

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2011

 

 

 

 

Содержание

 

Введение                                                           3

1 Технологический процесс объекта проектирования  7

2  Выбор электрооборудования грузоподъемных механизмов 8

3  Выбор электрооборудования металлорежущих станков 15

4  Выбор электрооборудования вентиляционных установок 18

5 Выбор системы освещения 19

6 Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа мощности питающих

трансформаторов 22

7 Выбор линий электроснабжения оборудования  25

8  Организация планово-предупредительных технических обслуживаний и ремонтов оборудования 28

9  Мероприятия  по безопасному выполнению работ 32

Заключение                                                                                                           47

Список использованных источников                                                                 48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Электрификация является основой строительства экономики и развития производственных сил страны. 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. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых  технологических процессов и осуществление коренных  преобразований в организации производства и управлении ими. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль  электрооборудования, т. е. совокупности электрических машин,  аппаратов, приборов и устройств, посредством которых  производится преобразование электрической энергии в  другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизации существующего электрифицированного технологического механизма или устройства решаются совместными усилиями инженеров и электротехнического персонала. Требования к электрооборудованию вытекают из технологических данных и условий. Электрооборудование нельзя рассматривать в отрыве от конструктивных и технологических особенностей электрифицируемого объекта и на оборот.

Поэтому специалисты в области электрооборудования промышленных предприятий должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов и конструкциями установок металлообрабатывающих станков и машин, подъемно-транспортных механизмов и т.д.

В данном курсовом проекте , на формате А1, я изобразил принципиальные электрические схемы нескольких электрических установок: вентиляционной установки, мостового крана, токарно-винторезного станка и токарно-револьверного станка модели 1П 365.

Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок. Они обеспечивают условия трудовой деятельности. Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.

Данная схема предназначена для, управления и защиты силовой цепи и цепей управления вентиляционной установки. Также вентиляционная установка предназначена для проветривания производственных помещений и поддерживания температуры в заданных пределах(Тзад 0С).

Краны - это грузоподъемные устройства для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. В целях предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны. Однотипными узлами всех кранов являются:

- механизм передвижения моста;

- механизм передвижения тележки;

- механизм подъема и опускания груза .

Передвижение моста, по несущей конструкции, осуществляется по рельсам подкранового пути, вдоль пролета цеха.

Передвижение тележки осуществляется вдоль моста по проложенным рельсам на 4 ходовых колесах.

Механизм подъема представляет собой подъемную лебедку барабанного типа.

Токарные станки предназначены для обработки поверхностей вращающихся заготовок (изделий) резцами и другими применимыми инструментами.

Основные узлы станка:

- станина, для размещения и крепления оборудования;

- передняя и задняя бабки;

- суппорт;

- шкаф с электрооборудование.

Применение таких станков повышает производительность, по сравнению с токарно-винторезными, до трех раз.

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Последовательность выполнения различных видов обработки, направленная на превращение заготовки в готовую деталь, составляет технологический процесс. Технологический процесс -- это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

В условиях серийного производства, т. е. при изготовлении деталей партиями (или сериями), технологический процесс обработки расчленяют на несколько операций, которые могут выполняться последовательно на одном и том же или на разных станках.

Цех обработки корпусных деталей предназначен для механической и антикоррозийной обработки изделий. Он содержит станочное отделение, гальванический и сварочные участки. Транспортные операции выполняются с помощью консольно-поворотных кранов и мостового крана. Участок получает электроснабжение от цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ; расположенный в пристройке металлоизделий.

 

 

2 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ

        Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий и производственных цехах предприятий строительной индустрии.

Передвижение моста, по несущей конструкции, осуществляется по рельсам подкранового пути, вдоль пролета цеха.

Передвижение тележки осуществляется вдоль моста по проложенным рельсам на 4 ходовых колесах.

Механизм подъема представляет собой подъемную лебедку барабанного типа.

В курсовом проекте мы рассчитали и выбрали электрооборудование крана.

Исходные данные для расчета : 

Gн = 10 (т);

Go =26,6 (т);

V =2,1 (м/с);

L = 48(м);

Дк = 500(мм);                                    

dц = 140(мм);

μ= 0,01/0,05;

f= 0,0005/0,001;

k2 = 1,8/2,5;

i= 9;

η= 0,87;

ПВ=25%.

 

 

 

 

I 1 Определение статической нагрузки , статическая мощность при перемещении моста с грузом.

 

Pсг =                                                                      (1)

Pсг =

 

 

2 Статическая мощность при перемещении моста без груза.

 

Pco =                                                                        (2)

Pco= = 15,6(кВт);

3 Время одной операции по перемещению моста вдоль цеха

tp =                                                                                            (3)

4 Эквивалентная статическая мощность.

Pэкв. =  (4)

Pэкв. =

5 Расчетная угловая скорость.

 Wрасч. = Wрасч. =          (5)

6 Скорость вращения двигателя.

ηрасч. = 9,55* Wрасч.; (6)

  ηрасч. = 9,55*75,6 = 721,9(об/мин);

7 Выбираем предварительно крановый асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А225S8У3.

Параметры двигателя : Pн = 37(кВт);  nн = 735(об/мин); ηн = 90,0%; cosφ= 0,83;

J = 1,16(кг*м2); ПВ=25%; 

II 1 суммарный момент инерции при пуске с грузом.

ΣJнг = K2*Jдв + *;         (7)

ΣJнг = 2,5*1,16+ * = 33,2(кг*м2);

2 При торможении с грузом.

ΣJмг = K2* Jдв+m**nн ;  (8)

ΣJмг = 2,5*1,16+36600*(0,0007)*0,9 =25,9 (кг*м2);

3 Суммарный момент инерции при запуске без груза.

ΣJпо = K2 * Jдв + * ; (9)

ΣJпо = 2,5*1,16+ *(0,0007) =22,4 (кг*м2);

4 Суммарный момент инерции при торможении без груза.

ΣJmo = K2* Jдв+ḿ  **nн;  (10)

ΣJmo =2,5*1,16+ *(0,0007)*0,9=20,4 (кг*м2);

5 Динамический момент при пуске с грузом.

Мдг= ΣJнг* ;     (11)

Мдг=33,2* = 255,3(Н*М); t=dt=10(с); Wн=dw;

Принимаем дополнительное время спуска 10секунд.

6 Динамический момент при торможении с грузом.

Мдпо= ΣJмг*  (12)

Мдпо=25,9*199,1(Н*М);

7 Динамический момент при пуске без груза.

Мдпо= ΣJпо*  (13)

Мдпо=22,4*172,2 (Н*М);

8 Динамический момент при торможении без груза.

Мдто= ΣJmo*  (14)

Мдто=20,4*156,8 (Н*М);

9 Статический момент загруженного крана.

Мсг=  (15)

Мсг= 427,8 (Н*М);

10 Статический момент крана без груза.

Мсг=  (16)

Мсг= =202,8 (Н*М);

11 Принимая для среднего режима ПВ=25%; находим суммарное время пауз.

Σto=       (17)

Σto= =281,т.е. 281/2=140(с), для снятия и крепления груза.

12 Суммарные нагрузки.

При пуске с грузом: М1=255,3+427,8=683,1 (Н*М);

При торможении с грузом:М2=255,3+199,1=454,4 (Н*М);

При пуске без груза:М3=202,8+172,2=375 (Н*М);

При торможении без груза:М4=202,8+156,8=359 (Н*М).

13 Мэ= = 411,6(Н*М);

Рисунок 1 - график зависимости момента двигателя от времени

14 Рэкв.= Мэ* Wн; Рэкв.=411,6 *10-3*28,7=11,8(кВт);                                    (18)

15 Мы произвели необходимые расчеты для выбора двигателя. По справочнику выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором . 4А180М8У3

  Параметры двигателя : Pн = 15,0(кВт);  nн = 730(об/мин); ηн = 87,0%;

 cosφ= 0,82; J = 25*10-2(кг*м2); ПВ=25%; 

Номинальный момент двигателя.

Мн=                                                                                                        (19)

Мн=

Мм=0,82*2,5*194,8=399,3 (Н*М).

0,8-учитывает возможное понижение напряжение ;

2,5- коэффициент перегрузки для кранов и двигателей .

Двигатель проходит по пусковому моменту, т.к. номинальный момент не превышает максимальный.

 

 

Выбираем два асинхронных двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4А200М8У3 необходимые данные заносим в таблицу 1.

Параметры двигателя: : Pн = 18,5(кВт); nн = 735(об/мин); ηн = 88,5%;

сos φ= 0,82; J = 25*10-2(кг*м2); 

Мощность двигателя главного подъема принимаем 70% от полной мощности механизма перемещения моста. Выбираем электродвигатель ближайший больший стандартной мощности. По справочнику выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором . 4А200М8У3 и необходимые данные заносим в таблицу 1.

  Параметры двигателя : Pн = 18,5(кВт);  nн = 755(об/мин); ηн = 88,5%;

 cosφ= 0,84; J = 45,3*10-2(кг*м2); ПВ=25%; 

Мощность  двигателя механизма перемещения тележки принимаем 10% от полной мощности механизма перемещения моста. Выбираем электродвигатель ближайший больший стандартной мощности.

По справочнику выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором . 4А112МА8У3 и необходимые данные заносим в таблицу 1.

  Параметры двигателя : Pн = 2,2(кВт);  nн = 700(об/мин); ηн = 76,5%;

 cosφ= 0,71; J = 40*10-2(кг*м2); 

Таблица 1-  технические данные двигателей крана при ПВ=25%

Наименование механизма крана	Мощность	Сила тока
Механизм перемещения моста	2*18,5	2*34,4
Главный подъем	37	46,3
Механизм перемещения тележки	2,2	5,9

 

Определяем расчетную силу длительного тока.

Ip=K1*P3+K2*Pн;  (20)

 где, K1=0,6; и K2=0,3; P3-сумма трех наибольших номинальных мощностей; Рн-сумма всех номинальных мощностей.

 Ip=0,6*(18,5+18,5+37)+0,3*(72+2,2)=66,7(А);

Iм.п= Ip+(К-1)*Iм.н; где, К-кратность; К=5,5. (21)

Iм.п=66,7+(5,5-1)*46,3=275 (А);

а) u=u*Lф;  (22)

    u=0,48*42=20,16(в) или =5,3%; (при питании с одного конца);

б) u1=u* ;  (23)

    u1=0,48* =10,1(в) или =2,6%; (при питании в средней точке);

Оптимальным и экономичным вариантом будет питание со средней точки, т.к. потери со  средней точки составляют меньше, чем потери с конца.

u=5,3% > u1=2,6%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Металлорежущий станок - станок, предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала.

В данном курсовом проекте мы рассматриваем и рассчитываем электрооборудование цеха обработки корпусных деталей. Данный цех не может существовать без применения металлообрабатывающих и металлорежущих станков. Исходя из этого я рассчитал и выбрал электрооборудование для металлорежущих станков.

РАСЧЕТ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

Нормативные документы рекомендуют выбирать в качестве аппаратов защиты автоматические выключатели.