Днепропетровского национального университета 
 
 
 
 
 
 

Электрооборудование                                   механического  цеха

 Пояснительная записка

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ 
 
 
 
 
 
 

                                                                      Дипломник:

                                                         ст.гр. МЭЭП – 03

                                                                       А. Ю. Артамонов 

                                                                      Голова ЭТЦ:

                                                                      П.Н.Науменко 

                                                                      Зав. отделением:     

                                               М.В. Лашко 
 
 
 

2007

Содержание 

   Введение------------------------------------------------------------------------------------6

   1 Общая   часть-----------------------------------------------------------------------------7

   1.1 Общие  сведения ----------------------------------------------------------------------7

   1.2 Выбор   схемы  электроснабжения  и   величины  питающего  напряжения-------------------------------------------------------------------------------------8

   1.3 Технология  производства---------------------------------------------------------10

   1.4 Расчет  электрических  нагрузок-------------------------------------------------11

   1.5 Выбор   мощности  питающего трансформатора------------------------------16

   1.6 Рассчет   и  выбор  компенсирующих  устройств------------------------------17

   1.7 Расчет  магистральных и распределительных сетей и низковольтной аппаратуры-------------------------------------------------------------------------------------18

   2 Специальная   часть--------------------------------------------------------------------25

   2.1 Общие сведения  о станке -------------------------------------------------------25

   2.2 Поверка   двигателя привода механизма   ускоренного  перемещения  шлифовальной  бабки М6-------------------------------------------------------------------27

   2.3 Поверка  двигателя  привода  насоса  гидравлики М2-----------------------30

   2.4 Поверка  двигателя  привода  насоса  охлаждения  жидкости  М4--------32

   2.5 Поверка  двигателя  привода  барабана  магнитного  сепаратора М5-----36

   2.6 Поверка  двигателя  привода  насоса  смазки  М3----------------------------37

   2.7 Поверка  двигателя  привода   шпинделя   шлифовального  круга М1---40

   2.8 Механические  характеристики--------------------------------------------------43

   2.9 Описание  принципиальной  электрической   схемы-------------------------50

   2.10 Общие   сведения  об  осветительной   установке----------------------------53

   2.11 Расчет  освещения  механического  цеха-------------------------------------54

   2.12 Расчет  освещения не  производственных  помещений-------------------56

   3 Организационно  – техническая  часть--------------------------------------------58

   3.1 Энергетическая  служба-----------------------------------------------------------58

   3.2 Эксплуатация  оборудования  станка-------------------------------------------61

   4 Техника   безопасности---------------------------------------------------------------63

   4.1 Техника   безопасности при эксплуатации  станка----------------------------63

   4.2 Техника   безопасности  при  эксплуатации  внутрицеховых  электросетей----------------------------------------------------------------------------------63

   4.3 Техника   безопасности  при  эксплуатации  трансформаторных подстанций------------------------------------------------------------------------------------64

   4.4 Техника   безопасности  при  эксплуатации  электрических  машин-----65

   4.5 Противопожарная   безопасность------------------------------------------------65

   5 Экономическая   часть----------------------------------------------------------------67

   Литература--------------------------------------------------------------------------------81

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

Пояснительная    записка

гр. МЭЭП-03

     Введение 

     В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизации существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков и электриков. Требования к электрооборудованию  механических  цехов   вытекают из технологических данных и условий  работы. Электрооборудование нельзя рассматривать в отрыве от конструктивных и технологических особенностей электрифицируемого объекта, и наоборот. Поэтому специалисты в области электрооборудования  механических  цехов  должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов и конструкциями металлообрабатывающих станков и  подъемно-транспортных механизмов.

     Одним  из  составляющих  электрооборудования  станков  есть  асинхронные  двигатели  напряжением  до  1000 В,  которые  экономичны,  безопасны,  легко  обслуживаются. Эксплуатация  двигателей  не  оказывает  отрицательных  воздействий на  окружающую  среду. Пространство,  занимаемое  двигателем  не  велико. Однако  достоинства  асинхронных  двигателей  могут  быть  в  полной  мере  реализованы  лишь  при  условии  правильного  выбора  и  применения.

     Целью  данного  дипломного  проекта  является:

     -  поверка  двигателей продольно-шлифовального   станка  3Б722  и  выбор   их  типа;

     -  расчет  освещения и  выбор   мощности   ламп;

     -  расчет  распределительных   и   магистральных  внутрицеховых   сетей механического  цеха  до  1 кВ.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1 Общая  часть 

     1.1 Общие  сведения 

     Механический  цех,  который  рассматривается  в  данном  дипломном   проекте, является  самостоятельной  производственной  единицей, размещен   в  отдельном  здании  из  сборного  железобетона  и имеет размеры на  плане 54×30  метров.

     В  механическом  цехе  используются  сверлильные, строгальные,  токарные  станки. Из этого следует. что основными  потребителями  электроэнергии  являются  электродвигатели, но  в цехе  есть  и сеть  освещения,  которая  потребляет  сравнительно малое количество  электроэнергии.  На   территории  предприятия среда нормальная, отсутствует запыленность и агрессивные  смеси  в  воздухе. Помещение  не  взрывоопасное,  так  как  на территории   цеха  отсутствуют взрывоопасные вещества.

     В  цехе  кроме  производственных  помещений  имеются  несколько  подсобных: комната  мастера, отдел  технического  контроля (ОТК), склад  готовой  продукции  и  инструментальная  кладовая.

     Здание  сооружено  на  крепком  бетонном  фундаменте,  который  заложено  на  глинистой  почве.

     В середине  цеха  потолок  и  стены  покрашены  светлой  краской. Пол  в  цехе  бетонный,  имеет  коммуникации  для  прокладки  кабелей.

       Цех выпускает  разную  механическую продукцию по заявкам мелких  предприятий  и  разных  фирм. Характер производства - мелкосерийный  и  индивидуальный. Номенклатура продукции разнообразная. В  связи  с  этим  цех  укомплектован, в основном, универсальными  станками ,что  позволяет  путем   перенастройки изготовлавать  разные  детали. Режим  работы  цеха  пятидневный  с  двумя  выходными  днями  на  неделю  и  двумя  сменами  в  сутки.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1.2 Выбор  схемы   электроснабжения  и  величины  питающего  напряжения 

     Питание  силовых  электроприемников  напряжения   до  1000 В может  осуществляться  по   радиальным,  магистральным  и   комбинированным   электросхемам.

     Радиальные  схемы  электроснабжения  применяются  при  наличии  групп  сосредоточенных  нагрузок  с  неравномерным  распределением  их  по  площади  цеха  во  взрывоопасных  и  пожароопасных  цехах,  цехах  с  активной  химической  средой. Достоинством  являются  высокая  надежность, так  как авария  на  одной  линии  не  влияет  на  работу  остальных  линий.

     Магистральную  схему  целесообразно  применять  для  силовых  и  осветительных  нагрузок  распределенных  равномерно  по  площади  цеха. При  магистральных  схемах  одна  магистраль  обслуживает  несколько  распределительных  шкафов  и  крупных  электроприемников  цеха.

     При   выборе   схемы  учитывается    единичная    мощность  электроприемников  и  их  размещения,  характер  производства,  надежность электроснабжения, расположение  подстанций,  конструктивное  выполнение  сети.

     В  механическом  цехе, который  рассматривается  в  данном  дипломном  проекте, потребители  электрической  энергии  требуют  трехфазного  напряжения  380/220 В  промышленной  частоты  50 Гц.

     В  соответствии  с  размещением  оборудования  в  цехе  принята  радиальная  схема  электроснабжения  от  шести  РП,  которые,  в  свою  очередь,  подключены  к  распределительному  устройству  трансформаторной  подстанции (ТП).

     Трансформаторная  подстанция  оборудована  одним  трансформатором. Электрооборудование  относится  к  третей  категории  по  надежности  и  бесперебойности  электроснабжения.

     Техническая  характеристика  потребителей  электрической  энергии  приводится  в  таблице 1.1.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Таблица 1.1 – Техническая характеристика потребителей

электрической энергии

кВт

4А160S4У3

4А160S4У3

15

15

89

89

0,88

0,88

7

7

4А80В4У3

4А63А4У3

1,5

0,25

77

68

0,83

0,65

5

4

4А80В4У3

4А63А4У3

1,5

0,25

77

68

0,83

0,65

5

4

4А63А4У3

0,25

68

0,65

4

4А132S6У3

4А80А4У3

4АА56А2У3

4АА56А4У3

4АА56А4У3

5,5

1,1

0,18

0,12

0,12

85

75

66

63

63

0,80

0,81

0,76

0,66

0,66

2,5

2,2

2,2

2,2

2,2

 ТВ=40%

4А132S4У3

4А112М4У3

7,5

5,5

87,5

85,5

0,86

0,85

7,5

7

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1.3 Технология  производства 

     Процесс  резанья  металлов  заключается  в  срезании  с  обрабатываемой  заготовки  шара   металла-припуска, специально оставленного  на обработку, с  целью   получения  детали  с  заданной  чертежом  формой, размерами  и  шероховатостью  поверхности.

     Основными  видами  обработки  резаньем  является  точение,  строгание,  сверление, фрезерование  и  шлифование.

     Обработка  металлов  резаньем  производится  на  металлорежущих, токарных, строгальных, шлифовальных, сверлильных  и  фрезерных  станках.

     Точение  происходит  на  токарных  станках  и  применяется  для обработки  внешних  и  внутренних  тел  вращения: цилиндрических, конических, сферических  и  фасонных.

     При точении   заготовка  закрепляется  в  установленном на шпинделе станка патроне  и вращается, а закрепленный  в резцедержателе  резец производит  поступательное  движение  в продольном  и  поперечном  направлении.

     Сверлильные  станки  применяются  для  изготовления  отверстий  в деталях. Для повышения  точности  и  качества  отверстий  после их  обработки  используются  зенкеры  и  развертки.

     Сверла, зенкеры  и  развертки   применяют  для  изготовления сквозных,  глухих, ступенчатых  и  глубоких  отверстий  с  отношением глубины  отверстия  к  его диаметру  больше  пяти.

     Обработку  отверстий, как  правило, производят  на  радиальных  и вертикальных   сверлильных  станках.

     Шлифовальные станки применяются для чистовой обработки деталями шлифовальными абразивными кругами, снимающими с поверхности детали тонкий слой металла. На шлифовальных станках можно обрабатывать плоские, цилиндрические наружные и внутренние поверхности, шлифовать зубья шестерен, затачивать различные инструменты и т.д.. Шлифовальные станки получили широкое распространение во всех отраслях промышленности в качестве станков общего и специального назначения.

     Карусельные станки являются разновидностью токарных станков. Их применяют для наружной обточки и внутренней расточки цилиндрических  поверхностей, обточки торцов на крупных деталях большого диаметра (до 13 м и более), но сравнительно небольшой длины, например: заготовок зубчатых колес, дисков паровых турбин и др. 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1.4 Расчет  электрических  нагрузок  

     Расчет  электрических  нагрузок  производим  методом  упорядоченных  диаграмм. Расчет  ведется  для  РП6.

     Мощность  мостового  крана,  который  при  ПВ=40%: 

     Р=Рном∙ÖПВ,                                                                                           (1.1) 

     где Рном – общая  мощность  мостового  крана.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.1)  получим: 

     Р=28∙Ö0,4=17,7 кВт; 

     Общая  расчетная  мощность  определяется  по  формуле: 

     Р общ.=åРі,                                                                                             (1.2) 

     Где  Рі – общая  мощность  электроприемника.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.2)  получим: 

     Р общ.= 4∙3+18,02+17,7=47,72 кВт; 

     Общую  переменную  активную  и  реактивную мощности  находим  по  формулам: 

     Р пер.=åРі,                                                                                              (1.3) 

     Q пер.=åQі,                                                                                             (1.4) 

     Где Рі – активная  мощность  одного из группы  одинаковых  станков;

            Qі – реактивная  мощность одного из  группы  одинаковых  станков.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулы  (1.3)  и  (1.4)  получим: 

     Р пер.=3,56+15,4+24,32=43,28 кВт; 

     Q пер.=1,8+9,19+13,73=24,72 кВар; 

     Находим  средний коэффициент использования по группе  по  формуле: 

     Ки=åР пер. / åР общ.,                                                                           (1.5)

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.5)  получим: 

     Ки= 43,28 / 47,72=0,907; 

     Находим  средний tgj  по группе  по  формуле: 

     tgj=åQ пер. / åР пер.,                                                                          (1.6) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.6)  получим: 

     tgj= 24,72 / 43,28=0,571;

     Находим  модуль силовой  сборки  m  по формуле:

     m=Р ном.max / Р ном.min,                                                                     (1.7) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.7)  получим:

     m= 15 / 0,12=125; 

     Находим  ефективное  колличество  потребителей  n_е  по  группе.

     Если  модуль силовой  сборки  16>3 і К в>0,2  то n_е находим по формуле: 

     N_e=2Р ном.і/ Р ном.max,                                                                        (1.8)

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.8)  получим: 
 

     N_e=2∙47,72 / 15=6,36; 

     Если  n_е  больше  действительного значения   колличества потребителей  то n_е=n: 

     N_e=5; 

     К max-коэффициент максимальной  нагрузки. 

     Находим  К max по таблице 2.3 [3], для n_e=5 і К и=0,907 

     К max=1,04;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Так как  К и>0,2, а n_e<10 то  К`max=1,1. 

     Находим  максимальную  активную  мощность  по  формуле: 

     Р max=К max∙Р пер.,                                                                                (1.9) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.9)  получим: 

     Р max=1,04∙43,28=45,01 кВт; 

     Находим  максимальную  реактивную  мощность  по  формуле: 

     Q max=K`max∙Q пер.,                                                                            (1.10) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.10)  получим: 

     Q maх=1,1∙24,72=27,2 кВар; 

     Находим  полную  максимальную мощность  по  формуле : 

     S max=ÖP max²+Q max² ,                                                                      (1.11) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.11)  получим: 

     S max=Ö45,01²+27,2²=52,6 кВА; 

     Максимальный  ток  по  РП 6  находим  по  формуле: 

     I max=S max / (Ö3∙U ном.),                                                                   (1.12) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.12)  получим: 

     I max=52,6 / (Ö3×0,38)=79,9 А. 

     Расчеты  электрических  нагрузок  для  РП1–РП5  ведем  аналогично,  результаты  расчетов  заносим  в  таблицу  1.2.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1.5 Выбор  мощности  питающего трансформатора 

     Считая  то, что проектируемый  цех относится  к  потребителям  третьей категории  электроснабжения,  принимаем  к  установке  один силовой трансформатор мощностью  400  кВА марки ТМ  с  масляным  охлаждением, установленным  на  комплектной  трансформаторной  подстанции.

     Техническая  характеристика выбранного трансформатора наведена  в таблице 1.3. 

     Таблица 1.3 – Техническая  характеристика трансформатора.

U ном.

Потери , кВт

DQ хх

DР кз

ТМ-400

     Коэффициент  загрузки  силового трансформатора: 

     К з=S р / S ном.,                                                                                      (1.13) 

     Где S р=259,6 – расчетная нагрузка  на  стороне високого  напряжения таблица 1.2,кВА;

     S ном=400 – номинальная мощность  выбранного трансформатора,кВА.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.13)  получим: 

     К з =269,6 / 400=0,7. 

     К з=0,7 – не  превышает  рекомендуемых  значений  коэффициента занрузки, что  приведены  в  таблице  4.6 [3].

     Выбранный  силовой трансформатор имеет  герметичный бак повышенной  прочности  с  азотной  подушкой. Напряжение  регулируется при  отключенном  от  сети  трансформаторе.

     На  трансформаторе  предусмотренный  термосигнализатор для определения  температуры  верхних  шаров  масла. Уровень  масла  в середине  бака контролируется  маслопоказателем.

     Для контроля  внутреннего  давления  на трансформаторе  установлено  електроконтактный  мановакуметр. Повышение  давления  вследствие  бурного  газовыделения  при  внутренних  повреждениях  контролируется реле  давления. Кроме  этого есть   аварийная  предохранительная  мембрана на  случай  аварийного  повышения  давления  в середине  в случае  короткого замыкания.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Распределительное  устройство  высокого  напряжения  (ВН) – это  набор  закрытых  шкафов  с  вмонтироваными  в  них  аппаратами  высокого  напряжения. На  вводе  выключатель  нагрузки  ВНП – 17  с  предохранителями  типа  ПК.

     Распределительное  устройство  низкого  напряжения  (НН)  складается  из  набора  металических  шкафов  с  аппаратурой,  ошиновкой  и  проводами. Защитно-комутационной  аппаратурой  РУНН  подстанции  является  автоматические  воздушные  выключатели  серии  АВМ-10  и  АВМ-4   выдвижного  исполнения, которые  находятся  в  закрытых  шкафах  и  управляются  рукоятками,  расположеными  на  дверцах  шкафов. Измерительные  приборы  и  реле  раположены  в  приборных  отсеках  и  на  дверцах  шкафов. 
 

     1.6 Рассчет  и   выбор  компенсирующих  устройств 

     Находим  мощность  компенсирующего  устройства  по формуле: 

     Qкп=Рм×(tgj1-tgj2)×α,                                                                           (1.14) 

     где  Рм=Рпер – среднегодовая  максимальная  расчетная мощность  предприятия, кВт;

     Tgj1 та tgj2 – тангенсы   углов сдвига  фаз до и после компенсации;

     α=0,9 – коэффициент,  учитывающий  возможность повышения  энергетических  показателей  другими способами.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.14)  получим: 

     Qкп=180,19×(0,51-0,203)×0,9=50,61 кВАр; 

     Принимаем   комплектную  конденсаторную  батарею  УКЗ-038-75У3   мощностью до 75 кВар.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     1.7 Расчет  магистральных и распределительных сетей и низковольтной аппаратуры 

     Определяем  номинальные  токи  потребителей: 

     Іном_17-22=Рн∙1000 / (Ö3∙U∙cosj∙η),                                                         (1.15) 

     где Рн – номинальная  мощность  потребителя;

            U – напряжение  сети;

            Cosj - коэффициент  мощности;

            η – коэффициент  полезного   действия.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.15)  получим:

     -для   продольно-шлифовального станка: 

     Іном₄₄=18,02∙1000 / (Ö3∙380∙0,875∙087)=35,96 A; 

     -для  мостового  крана : 

     Іном₄₅=17,7∙1000/ (Ö3∙380∙0,89∙0,88)=34,33A; 

     -для вентилятора:

     Іном_41-43=4∙1000 / (Ö3∙380∙0,89∙0,865)=7,9 А; 

     Таблица 1.4–Технические данные  потребителей,  подключенных к  РП 6

кВт

4А132S6У3

4А80А4У3

4АА56А2У3

4АА56А4У3

4АА56А4У3

5,5

1,1

0,18

0,12

0,12

85

75

66

63

63

0,80

0,81

0,76

0,66

0,66

2,5

2,2

2,2

2,2

2,2

 ПВ=40%

4А132S4У3

4А112М4У3

7,5

5,5

87,5

85,5

0,86

0,85

7,5

7

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Определяем  пусковые  токи  для  поодиноких  потребителей  с  одним  электродвигателем: 

     Іп=Λп∙Ін,                                                                                                (1.16) 

     где Λп – кратность  пускового  тока.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.16)  получим:

     -для  вентилятора: 

     Іп_41-43=7,5∙7,9=59,25 А; 

     Для  потребителей   с  несколькими  двигателями  пусковой  ток: 

     Іп=åІні+Іпmax=(Рн1∙1000/(Ö3∙Uн∙cosj∙η))+        

     +(Рн2∙1000∙Λп/(Ö3∙Uн∙cosj∙η)),                                                           (1.17) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.17)  получим:

     -для   продольно-шлифовального  станка: 

     Іп₄₄=(0,12∙1000/(Ö3∙380∙0,63∙0,66))+(0,18∙1000/(Ö3∙380∙0,66∙0,76))+  

     +(1,1∙1000 / (Ö3∙380∙0,75∙0,81))+(5,5∙1000/(Ö3∙380∙0,85∙0,8))+                     

     +(11∙1000∙3 / (Ö3∙380∙0,875∙0,87))=82,41А; 

     -для   мостового  крана: 

     Іп₄₅=(5,5∙1000 /(Ö3∙380∙0,85∙0,8))+(7,5∙1000 /(Ö3∙380∙0,875∙0,86))+  

     +(15∙1000∙7 / (Ö3∙380∙0,89∙0,88))=231,39 А; 

     Расчетный  ток  для  магистрали,  которая  питает РП 6, находится  по  формуле: 

     Ір=КпåІні,                                                                                            (1.18)

     где Кп – коэффициент  попыта;

           Ін – номинальный  ток   потребителя.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.18)  получим: 

     Ір= 0,6∙(35,96+34,33+7,9∙3)=56,4 А;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Потребители  защищаются  от  коротких  замыканий  плавкими вставками  предохранителей.

     Расчетный  ток  плавких вставок предохранителей  определяем по формуле:  

     Івст=Іп / 2,5,                                                                                           (1.19) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.19)  получим: 

     Івст₄₄=82,41 / 2,5=32,96 А; 

     Івст₄₅=231,39 / 2,5=92,55 А;  

     Івст_41-43=59,25 / 2,5=23,7 А. 

     По  таблице 3.5 [3] принимаем  стандартные  плавкие  вставки: 

     Іпв₄₄=30 А               ПН2-100

     Іпв₄₅=100 А             ПН2-100

     Іпв_41-43=30 А            ПН2-100 

     Для защиты  магистрали  предусматриваем  автоматический  выключатель, ток  уставки  которого  определяем  по  формуле: 

     Іуст=1,25∙Ір,                                                                                          (1.20) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.20)  получим: 

     Іуст=1,25∙56,4=70,5 А; 

     Выбираем  автоматический  выключатель  А3710Б  на  номинальный  ток 160 А  и  номинальный  ток  расцепителя  80 А.

     По   условиям  нагрева  для  подключения  потребителей  к  РП  выбираем алюминиевые  провода  типа  АПР  и  АПВ  для  подключения  РП  к  ТП, а для  крана  гибкий  алюминиевый  кабель  типа  КРПСН 3×10, соответственно  с  номинальным  током  таблица  2.1 [3]  проложенные в трубах  в подготовке  пола:

     -для   продольно-шлифовального  станка      S=5 мм²,       Ід=39 А;

     -для   мостового  крана                                     S=5 мм²,       Ід=39 А;

     -для  вентилятора                                              S=2 мм²,       Ід=18 А;

     -для  магистрали                                               S=25 мм²,      Ід=70 А.

     Проверяем  выбранные  провода  по  току  защитных  аппаратов  по формулах: 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Для  потребителей,  которые  защищены  предохранителями: 

     Іпв≤Ід / 0,33,                                                                                           (1.21) 

     Для магистрали,  которая  защищена  автоматом: 

     Іуст≤Ід / 0,8,                                                                                           (1.22) 

     Проверяем  выбранные  провода  для  потребителей,  которые  защищены   предохранителями,  по   току   защитных   аппаратов, подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.21)  получим:

      -для  продольно-шлифовального   станка: 

     Іпв₄₄=60 А<39 / 0,33=118,1 А; 

     -для   мостового  крана: 

     Іпв₄₅=100 А<39 / 0,33=118,1 А;  

     -для  вентилятора: 

     Іпв_41-43=25 А<18 / 0,33=54,5 А; 

     Проверяем  выбранные  провода  для магистрали,  которая  защищена  автоматом,  по  току  защитных  аппаратов, подставляя  соответствующие данные  в формулу (1.22)  получим:

     Іуст=80 А<70 / 0,8=87,5;  

     Проверяем  выбранные  провода  по  падению  напряжения  для наиболее  удаленного  самого  мощного  потребителя РП6,  которым является  мостовой  кран.

     Потеря  напряжения  в  магистрали: 

     DUм=Кп∙åРі∙ℓ∙1000 / (γ∙Sм∙U2),                                                           (1.23) 

     где γ – удельная  проводимость  алюминия, м/Ом×мм;

           ℓ –  длина  магистрали, м;

           Sм – поперечное  сечение   кабеля,  мм². 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.23)  получим: 

     DUм=0,6∙(18,02+17,7+4×3)∙45∙1000 / (32∙25∙380)=4,23 В;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Потеря  напряжения  от  РП  к наиболее  мощному  потребителю – мостовому  крану, при  расстоянии  к  нему  42м  определяется  по  формуле: 

     DU₄₅=Р₄₅∙ℓ₄₅∙1000 / (γ∙S₄₅∙U₄₅∙η),                                                           (1.24) 

     где γ – удельная  проводимость  алюминия, м/Ом×мм;

           ℓ –расстояние  от  РП  к   потребителю, м;

           Sм – поперечное  сечение   кабеля,  мм². 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.24)  получим: 

     DU₄₅=17,7∙42∙1000 / (32∙2∙380∙0,89)=13,73 В; 

     Суммарная  потеря  напряжения  от  подстанции  к  мостовому  крану  определяется  по  формуле: 

     DU=DUм+DU₂₄₁₃,                                                                                  (1.25) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.25)  получим: 

     DU=4,23+13,73=17,96 В; 

     Определяем  суммарную  потерю  напряжения  в  процентах  по  формуле: 

     DU%=(DU / U2)∙100%,                                                                        (1.26) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (1.26)  получим: 

     DU%= (17,96 / 380)∙100%=4,72 %;             

     Норма  выдержана, так  как  она  составляет  5%  (4,72%<5%)

     Таким  образом,  принимаем  к  установке  шкаф  ШР11-73505, который  имеет  8  предохранителей  по   100 А.

     Выбираем  по каталогу  магнитные   пускатели  типа  ПМЛ  не реверсивные,  таблица  3.6 [3]:

     -для   продольно-шлифовального  станка:

     ПМЛ-3200,    Іном=40 А;

     -для   мостового  крана:

     ПМЛ-3200,    Іном=40 А;

     -для  вентилятора:

     ПМЛ-1200,    Іном=10 А;

     Расчет  остальных  потребителей, подключенных  к  РП1-РП5, ведется  аналогично. Результаты  расчетов  приведены  в  таблице  1.5.

     Схема  электроснабжения  РП 6  приведена  на  рисунке  1.1.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

         Таблица 1.5 – Результаты расчетов низковольтного оборудования

Іу,А

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

      Продолжение таблицы  1.5

     Рисунок1.1 Схема  электроснабжения  РП 6

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2 Специальная  часть 

     2.1 Общие  сведения  о  станке 

     Шлифовальный  станок  применяется для чистовой обработки деталей шлифовальными абразивными кругами, снимающими с поверхности детали тонкий слой металла.

     Станок 3Б722, продольно-шлифовальный с прямоугольным  столом и горизонтальным шпинделем  предназначен для шлифования плоскостей различных деталей периферией круга, как в индивидуальном, так и в крупносерийном производстве.

     Для  быстрого  и  надежного  закрепления  обрабатываемых  деталей  из  стали  и  чугуна  применяется  электромагнитная  плита. Удержание деталей на таких плитах  в процессе обработки производится силами магнитного поля, создаваемого с помощью электромагнитов. Также  детали  могут  закрепляться на  рабочей  поверхности  стола,  или   в  специальных приспособлениях.

     Станок  имеет  шесть  двигателей:  двигатель  шлифовальной бабки, двигатель насоса  системы  смазки  и двигатель насоса  системы  охлаждения  работают  в  продолжительном  режиме, двигатель насоса  гидросистемы  и двигатель магнитного  сепаратора – в  повторно – кратковременном режиме, двигатель  вертикального   ускоренного   перемещения  шлифовальной  бабки –  в  кратковременном.

     Продолжительный  режим  работы  электропривода (ЭП)  продолжается  столь  длительное  время,  что  превышение  температуры  нагрева  всех  его  частей  над  температурой  окружающей  среды  достигает  практически  установившегося  значения.

     Период  работы  в  кратковременном  режиме  имеет  столь  ограниченную  продолжительность,  что  превышение  температуры  нагрева электроустановки  над  температурой  окружающей  среды  не  успевает  достигнуть  допустимых  предельных  значений,  а  продолжительность  пауз  между   периодами  работы  столь  велика,  что  электроустановка  успевает   охладиться  до  температуры  окружающей  среды.

     Повторно-кратковременный  режим,  при  котором  кратковременные  периоды работы  чередуются  с паузами.  При этом  рабочие периоды не  настолько длительны,  чтобы   превышение  температуры нагрева электроустановок  над  температурой  окружающей  среды  могло  быстро  достигнуть  установившегося  значения,  а  во  время  пауз  электроустановка  не  успевает  охладиться  до  температуры  окружающей  среды.

     Общий  вид  станка  приведен  на  3  листе  графической  части. Основные  составляющие  электрооборудования  приведены  в  таблице  2.1.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Таблица 2.1–Электрооборудование  станка

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14 

15 

16

17

Выключатель  путевой  QF1

Выключатель  путевой  QF4

Выключатель  путевой  QF2

Амперметр РА

Лампа  освещения

Выключатель  путевой  QF3

Электромагнит YH2

Электропривод  гидравлики М2

Электромагнит YH1

Электропривод  насоса  смазки  шпинделя М3

Реле  давления SP

Электропривод  шлифовального  круга М1

Электропривод  насоса  охлаждения  жидкости  М4

Электропривод  ускоренного  перемещения  шпинделя  М6

Электропривод  магнитного  сепаратора М5

Электромагнитная  плита

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1 

1 

1

1

1

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2.2 Поверка  двигателя  привода механизма  ускоренного  перемещения  шлифовальной  бабки М6 

     Для  привода  механизма  ускоренного  перемещения  шлифовальной  бабки  необходимо поверить  трехфазный  асинхронный  двигатель  с  короткозамкнутым  ротором  на  номинальное  напряжение  U₁=380В.

     Режим  работы  двигателя  кратковременный,  график  нагрузки  двигателя  приведен  на  рисунке 2.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок2.1 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

     Периоды  нагрузки  двигателя  с  нагрузочным  моментом  на  валу  Мс=10 Н×м  при  частоте  вращения  n=1400 об/мин.,  продолжительностью  tн=1,5 мин.  чередуются  с  паузами,  за  время  которых  двигатель  охлаждается  до  температуры  окружающей  среды. Перегрузочная  способность  двигателя  должна  быть  не  менее  1,4. 

     Мощность  на  валу  двигателя  в  период  нагрузки  определяется  по  формуле: 

     Рн = 0,105×Мс×n₂×10^-3 ,                                                                              (2.1) 

     где Мс – статический  момент  на  валу,  Н×м;

             n₂ – частота вращения  вала  двигателя,  об/мин.;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.1)  получим: 

     Рн =0,105×10×1400×10^-3 =1,47 кВт; 

     С  учетом  кратковременного  режима предварительно  выбираем  трехфазный  асинхронный двигатель типа  4А80А4У3  таблица 9.6 [5],  механическая  характеристика  которого  приведена  на  рисунке  2.7, с  номинальными  данными:

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Рн.=1,1 кВт;        

     n ном. =1420 об/мин.;             

     η ном. =0,75;

     cos j = 0,81;

     λ = Мmax / Мном. = 2,2.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяется  по  формуле: 

     Мном=9,55×10³×Рном / n ном,                                                                  (2.2) 

     где Рном. – номинальная  мощность,  кВт;

           n ном. – номинальная частота вращения,  об/мин.;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.2)  получим: 

     Мном.= 9,55×10³×1,1×1420=7,4Н×м; 

     По  рабочим  характеристикам двигателя рис.3 [1]  определяем  значение  КПД η н.=0,66  и коэффициент мощности  cos j н.= 0,78  соответствующие  нагрузке  Рном.=1,47кВт.

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=10 Н×м  определяется  по  формуле: 

     Мmax / Мс=λ×Мном. / Мс,                                                                      (2.3) 

     где λ – перегрузочная  способность  двигателя;

           Мном. – номинальный  момент  на  валу,  Н×м;

                      Мс – нагрузочный  момент  на  валу,  Н×м.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.3)  получим: 

     Мmax / Мс=2,2×7,4 / 10=1,63; 

     Следовательно,  перегрузочная  способность  удовлетворяет  условиям  задачи  (1,63>1,4).

     Потери  двигателя  в  номинальном  режиме  находим  по  формуле: 

     åРном.=Рном×(1-ηном./ηном),                                                               (2.4) 

     где Рном. – номинальная  мощность  двигателя,  кВт;

           η ном. – номинальный  КПД   двигателя.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.4)  получим: 

     åРном=1,1×(1–0,75/0,75)=0,37кВт;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Потери   двигателя   в   режиме   нагрузки   определяем  по  формуле : 

     åРн.=Рн.(1-η н. / η н.),                                                                             (2.5) 

     где Рн. – мощность на  валу  двигателя  в  период  нагрузки,  кВт;

           η н. – КПД  двигателя   в  период  нагрузки.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.5)  получим: 

     åРн= 1,47×(1 – 0,66 / 0,66) = 0,76 кВт; 

     Постоянная  времени  нагрева  двигателя,  работающего  в  кратковременном  режиме  t н.=1,5мин.  и Рн.=1,47кВт определяется  по  формуле :  

     Тн.=tн/ln(åРн/(åРн-åРном)),                                                                (2.6) 

     где t н. – время работы  двигателя,  мин.;

           åРн. – потери  двигателя  при  нагрузке,  кВт;

           åРном. – потери  двигателя  в  номинальном  режиме,  кВт.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.6)  получим: 

     Тн. =1,5/ln(0,76/(0,76-0,37))=2,23мин; 

     Ток  в  обмотке  статора  двигателя  при  нагрузке  Рн.=1,47кВт  находим  по  формуле:  

     Ін.=Рн.×10³/(Ö3U₁×ηн×cosjн),                                                                   (2.7) 

     где Рн. – мощность  на  валу  двигателя  в  период  нагрузки, кВт;

           U₁ – номинальное напряжение,  В;

            η н. – КПД  двигателя   при  нагрузке  Рн.=1,47 кВт;

            cos jн. – коэффициент  мощности  двигателя  при  нагрузке  Рн.=1,47кВт.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.7) получим: 

     Ін. =1,47×10³/(Ö3×380×0,66×0,78)=2,50А; 

     Допустимая  продолжительность  работы  двигателя  в  режиме  с  нагрузкой  Рн.=1,47кВт  определяется  по  формуле: 

     t доп.=Тн.×(Iн.²+Iном.²)/(Iн.²-Iном.² ),                                                (2.8)

     где Тн. – постоянная  времени  нагрева  двигателя,  мин.;

            Ін. – нагрузочный  ток  двигателя,  А;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

      Іном. – номинальный  ток  двигателя,  А.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.8)  получим: 

     t доп.= 2,23×(2,50²+2,74²)/(2,50²-2,74²)=13,7 мин.; 

     Так  как  tн.<tдоп.( 1,5<13,7),  то поверяемый  двигатель  4А80А4У3 подходит  для данных  условий работы  в кратковременном режиме. 
 

     2.3 Поверка двигателя привода насоса гидравлики М2 

     Привод  насоса  гидравлики  работает  в  повторно-кратковременном  режиме,  рассчитать мощность  и выбрать по  каталогу  трехфазный  асинхронный  двигатель  с  короткозамкнутым  ротором  для  данных  условий  работы.  График  нагрузки  которого  приведен  на  рисунке 2.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок2.2 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

     При  этом  период  нагрузки  tн.=30с,  а  период  отключения  tп.=100с. Статический  момент  нагрузки  на  вал  двигателя  Мс.=100Н×м  при  частоте  вращения  n₂=930об/мин. Перегрузочная способность двигателя должна  быть  не  менее 1,3. Питающая  сеть  трехфазная,  напряжением 380В.  

     Относительную  продолжительность  включения  находим  по формуле:  

     ПВ=(t н./( t н.+t п.))×100,                                                                        (2.9) 

     где t н. – время  нагрузки,  с;

           t п. – время  паузы,  с  ;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.9)  получим: 

     ПВ==(30/(30+100))×100=23%;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Принимаем  стандартную  продолжительность  включения  ПВст.=25%

     Расчетная  мощность  двигателя  при  продолжительном  режиме  работы  определяется  по  формуле:  

     Ррасч. = 0,105×Мс×n₂×10^-3                                                                     (2.10) 

     где Мс – статический  момент  нагрузки  двигателя,  Н×м;

             n₂ – частота вращения  вала  двигателя,  об/мин.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.10)  получим: 

     Ррасч. =0,105×100×930×10^-3 =9,76 кВт; 

     Расчетная  мощность  двигателя  при  повторно-кратковременном  режиме  работы  с  ПВ=25  определяем  по  формуле: 

     Р’расч.=(ÖПВ/ПВст)×Ррасч.,                                                              (2.11) 

     где Ррасч. - расчетная  мощность  двигателя  при  продолжительном  режиме  работы,  кВт;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.11)  получим: 

     Р’расч.=(Ö23/25)×9,76=3,90 кВт; 

     Принимаем  трехфазный  асинхронный  двигатель  типа  4А132S6У4  таблица 9.6 [5],  механическая  характеристика  которого  приведена  на  рисунке  2.8,  с  номинальными  данными:

     Рном.=5,5кВт;                        

     n ном. =965 об/мин.;  

     η ном. =0,85;

     cos j = 0,8;       

     λ = Мmax / Мном. = 2,5.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяем  по  формуле: 

     Мном.=9,55×10³×Рном./nном.,                                                          (2.12) 

     где Рном. – номинальная  мощность,  кВт,

           n ном. – номинальная частота вращения,  об/мин.

     Подставляя  соответствующие  данные в формулу (2.12)  получим: 

     Мном.=9,55×10³×5,5×965=54,43Н×м; 
 
 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=100 Н×м  определяется  по  формуле:  

     Мmax / Мс=λм.×Мном. / Мс,                                                               (2.13) 

     где λ м.– перегрузочная  способность  двигателя;

           Мном. – номинальный  момент  на  валу,  Н×м;

           Мс – нагрузочный  момент  на  валу,  Н×м.

     Подставляя  соответствующие данные  в формулу (2.13)  получим: 

     Мmax / Мс=2,5×54,43 / 100=1,36; 

     Следовательно,  перегрузочная  способность  удовлетворяет

     условиям  задачи  (1,36>1,3). То  предварительно  выбранный   двигатель  4А132S6У3 подходит  для данных  условий  работы  в  повторно-кратковременном  режиме. 
 

     2.4 Поверка двигателя  привода  насоса  охлаждения  жидкости  М4 

       Привод  насоса  охлаждения  жидкости  работает  в  продолжительном  режиме  с  переменной  нагрузкой. Значение  статических  моментов  Мс  и  частот  вращения,  соответствующих  интервалам  времени  t₁,t₂  приведен  в таблице 2.2.  Питающая  сеть  трехфазная  напряжением  380В.  Перегрузочная  способность  при  наибольшей  нагрузке  должна  быть  не  менее 1,8.  Рассчитать  и  выбрать  по  каталогу  трехфазный  асинхронный двигатель с короткозамкнутым  ротором, график  нагрузки  которого  приведен  на  рисунке 2.3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок2.3 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Таблица 2.2 – Статические моменты 

     Мощность  на  валу  двигателя  в  период  нагрузки  определяем  по  формуле: 

     Р _2х = 0,105×Мсх×n_2х×10^-3,                                                                       (2.14) 

     где Мс – статический   момент   на   валу,   соответствующий   времени t _х , Н×м;

            n₂ – частота вращения  вала  двигателя в соответствующий промежуток  времени,  об/мин.;

     Подставляя  соответствующие данные  в формулу (2.14)  получим:

     для  t ₁ : 

     Р₂₁ = 0,105×10^-3 ×0,45×2760=0,130 кВт; 

     для t ₂ : 

     Р₂₂ = 0,105×10^-3 ×0,51×2740=0,146 кВт; 

     Определяем  предварительное  значение  расчетной  мощности  как  среднее  арифметическое  по  формуле:  

     Р’расч.= (Р₂₁ + Р₂₂ +…+ Р _2n )/nt,                                                          (2.15) 

     где Р₂₁,Р₂₂…Р _2n – значение  потребляемой  мощности  в соответствующие  промежутки  времени,  кВт;

           nt – число  интервалов  времени.

     Подставляя  соответствующие данные  в формулу (2.15)  получим: 

     Р’расч.=0,13+0,146/2=0,148 кВт; 

     С  учетом  запаса  мощности  определяем  предварительное   значение  номинальной  мощности  двигателя  по  формуле:  

     Р’ном.=Кз× Р’расч.,                                                                                (2.16) 

     где Кз=1,1 – коэффициент  запаса;

           Р’расч. – предварительное  значение  расчетной  мощности  двигателя,  кВт.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.16)  получим: 

     Р’ном.=1,1×0,148=0,162 кВт; 

     Исходя  из  этого,  предварительно  выбираем  трехфазный  асинхронный  двигатель  4АА56А2У3  таблица 9.6  [5], механическая  характеристика  которого  приведена  на  рисунке  2.9,  с  номинальными  данными: 

     Рн.=0,18 кВт;    

     n ном. =2800 об/мин.; 

     η ном. =0,66;

     cos j = 0,76;       

     λ = Мmax / Мном. = 2,2.

     По   универсальным   рабочим   характеристикам   двигателя           рисунок 3 [1]  определяем  значения  η_х  и коэффициента  мощности cos j_1х  для заданных  интервалов  нагрузки  таблица 2.3. 

     Таблица 2.3 – Значения  η_х  и коэффициента  мощности cos j_1х

     Токи  в  обмотках  статора  двигателя  при  заданных  интервалах  нагрузки  определяем  по  формуле:  

     І_1х= Р_2х ×10³/(Ö3U₁×η_х×cos j_1х ),                                                               (2.17) 

     где Р_2х – значение   мощности   в   соответствующий   промежуток  времени, кВт;

           U₁ – номинальное напряжение,  В;

            η_х – значение КПД для заданных  интервалов  нагрузки;

            cos j_1х – значение  коэффициента  мощности  для заданных  интервалов  нагрузки.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.17)  получим:

     для  времени t ₁ :

     І₁₁ =×0,13×10³/(Ö3×380×0,62×0,71)=0,259 А; 

     для  времени t ₂ :  

       І₁₂=0,146×10³/(Ö3×380×0,63×0,72)=0,282 А;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Эквивалентное  значение  тока  в  обмотке  статора  определяется  по  формуле:  

     Iэкв.=ÖåІ_1х²×t_х/åt_х=ÖІ₁₁²×t₁+І₁₂²×t₂+…+І_1n²×t_n/(t₁+t₂+…+t_n ),                 (2.18.) 

     где І_1х – ток   статора   для   соответствующего   промежутка       времени t_х , А;

            t_х – заданные  значения  интервалов  времени,  мин.;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.18)  получим: 

     Iэкв. = Ö0,259²×5+0,282²×30/(5+30)=0,278 А; 

     Номинальный  фазный  ток  в  обмотке  статора  двигателя  типа 4АА56А2У3 определяется  по  формуле:  

     І₁ном.=Рном.×10³/(Ö3U₁×ηном.×cosj₁ ) ,                                                 (2.19) 

     где Рном. – номинальная  мощность  двигателя, кВт;

           U₁ – номинальное напряжение,  В;

           η ном. – номинальное  значение  КПД  двигателя;

           cosj₁ – коэффициент мощности  двигателя.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.19)  получим: 

     І₁ном. =0,18×10³/(Ö3×380×0,66×0,76)=0,314 А; 

     Так  как Iэкв.< І₁ном. (0,278<0,314),  то  предварительно  выбранный  тип  двигателя  удовлетворяет  режиму  работы  привода насоса  охлаждения  жидкости.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяется  по  формуле:  

     Мном.=9,55×10³×Рном./nном.,                                                                (2.20) 

     где Рном. – номинальная  мощность,  кВт;

           n ном. – номинальная  частота  вращения,  об/мин.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.20)  получим: 

     Мном.=9,55×10³×0,18/2800=0,61Н×м; 

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=0,51 Н×м  определяется  по  формуле:  

     Мmax / Мс=λм.×Мном. / Мс,                                                                (2.21) 

     где λ м.– перегрузочная  способность  двигателя;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

            Мном. – номинальный  момент  на  валу,  Н×м;

            Мс = 0,51 Н×м – наибольшая   нагрузка  на двигатель ,таблица 2.2.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.21)  получим: 

     Мmax / Мс=2,2×0,61 / 0,51=2,63; 

     Следовательно,  перегрузочная  способность  удовлетворяет  условиям  задачи  (2,63>1,8). То  предварительно выбранный двигатель 4АА56А2У3 подходит  для данных  условий работы в продолжительном режиме. 
 

     2.5 Поверка  двигателя  для привода барабана  магнитного  сепаратора М5 

     Привод  барабана  магнитного  сепаратора  работает  в  повторно – кратковременном   режиме,  рассчитать мощность  и выбрать по  каталогу  трехфазный  асинхронный двигатель с короткозамкнутым  ротором для данных  условий работы, график нагрузки которого приведен на рисунке 2.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок2.4 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

     При  этом  период  нагрузки  tн.=40 с,  а  период  отключения  tп.=130с. Статический  момент  нагрузки  на  вал  двигателя  Мс.=1,3 Н×м  при  частоте  вращения  n₂=1400об/мин. Перегрузочная способность двигателя  должна  быть  не  менее  1,3.  Питающая  сеть  трехфазная,  напряжением  380В. 

     Относительная  продолжительность  включения  определяется  по  формуле (2.9): 

     ПВ=(40/(40+130))×100=23%;                      

     Принимаем стандартную продолжительность включения ПВст=25%

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Расчетная мощность двигателя при продолжительном  режиме  работы определяется  по  формуле (2.10):  

     Ррасч.=0,105×1,3×1400×10^-3 =0,191 кВт; 

     Расчетная  мощность  двигателя  при  повторно-кратковременном  режиме  работы  с  ПВ=25% определяется  по  формуле (2.11): 

     Р’расч.=(Ö23/25)×0,191=0,076 кВт; 

     Принимаем  трехфазный  асинхронный  двигатель  типа  4АА56А4У3  таблица 9.6.[5], механическая  характеристика  которого  приведена на  рисунке  2.10,  с  номинальными  данными: 

     Рном.=0,12кВт; 

     n ном. =1400 об/мин.;  

     η ном. =0,63;

     Cos j = 0,66;      

     λ = Мmax / Мном. = 2,2.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяется  по  формуле (2.12): 

     Мном.= 9,55×10³×0,12×1400 = 0,81 Н×м; 

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=1,3 Н×м определяется  по  формуле (2.13): 

     Мmax / Мс =2,2×0,81 / 1,3=1,37;                     

     Следовательно, перегрузочная  способность  удовлетворяет  условиям задачи (1,37>1,3). То  предварительно  выбранный двигатель 4АА56А4У3 подходит  для данных  условий работы в повторно-кратковременном   режиме.  
 

     2.6 Поверка  двигателя  для привода  насоса  смазки М3 

     Привод  насоса  смазки  работает  в  продолжительном  режиме  с  переменной  нагрузкой. Значение  статических  моментов  Мс  и  частот  вращения,  соответствующих  интервалам  времени  t₁,t₂  приведен   в  таблице 2.3.  Питающая  сеть  трехфазная  напряжением  380В.  Перегрузочная  способность  при  наибольшей  нагрузке  должна  быть  не  менее 1,8.  Рассчитать  и  выбрать  по  каталогу  трехфазный  асинхронный  двигатель  с  короткозамкнутым  ротором, график  нагрузки  которого  приведен  на  рисунке 2.5.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Рисунок2.5 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

     Таблица 2.4–Статические  моменты

     Мощность  на  валу  двигателя  в  период  нагрузки определяется  по  формуле (2.14):

     тогда  для  t ₁ : 

     Р₂₁ = 0,105×10^-3 ×0,61×1390=0,089 кВт; 

     для  t ₂ : 

     Р₂₂ = 0,105×10^-3 ×0,80×1375=0,115 кВт; 

     Определяем  предварительное  значение  расчетной  мощности  как  среднее  арифметическое определяется  по  формуле (2.15) : 

     Р’расч.=0,089+0,115/2=0,102 кВт;  

     С  учетом  запаса  мощности  определяем  предварительное   значение  номинальной  мощности  двигателя по  формуле (2.16): 

     Р’ном.= 1,1×0,102=0,112 кВт;                                 

     Исходя  из  этого,  предварительно  выбираем  трехфазный  асинхронный двигатель 4АА56А4У3  таблица 9.6 [5], механическая  характеристика  которого  приведена на  рисунке 2.11, с номинальными  данными: 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

    Рн.=0,12 кВт;

     n ном. =1375 об/мин.;  

     η ном. =0,63;

     Cos j = 0,66;       

     λ = Мmax / Мном. = 2,2.

     По  универсальным рабочим  характеристикам  двигателя  рисунок 3[1]  определяем  значения  η_х  и коэффициента  мощности cos j_1х  для  заданных  интервалов  нагрузки  таблица 2.5. 

    Таблица 2.5 – Значения  η_х  и коэффициента  мощности cos j_1х

     Токи  в  обмотках  статора  двигателя  при  заданных  интервалах  нагрузки определяется  по  формуле (2.17):

     тогда  для  времени t ₁ :

     І₁₁ =×0,089×10³/(Ö3×380×0,57×0,62)=0,220 А; 

     для  времени t ₂ :

     І₁₂=0,115×10³/(Ö3×380×0,62×0,65)=0,250 А; 

     Эквивалентное  значение  тока  в  обмотке  статора определяется  по  формуле (2.18): 

     Iэкв. = Ö0,220²×3+0,250²×25/(3+25)=0,246 А;                                        

     Номинальный  фазный  ток  в  обмотке  статора  двигателя  типа 4АА56А4У3 определяется  по  формуле (2.19): 

     І₁ном=0,12×10³/(Ö3×380×0,63×0,66)=0,253 А; 

     Так  как Iэкв.< І₁ном. ,  то  предварительно  выбранный  тип  двигателя  удовлетворяет  режиму  работы  привода  насоса   смазки.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяется  по  формуле (2.20): 

     Мном.=9,55×10³×0,12/1375=0,83Н×м; 

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=0,51 Н×м определяется  по  формуле (2.21) : 

     Мmax / Мс=λм.×Мном. / Мс=2,2×0,83 / 0,80=2,28,

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     где – Мс = 0,80 Н×м  наибольшая  нагрузка  на  двигатель,  таблица 2.4.

     Следовательно,  перегрузочная  способность  удовлетворяет  условиям  задачи  (2,28>1,8). То  предварительно  выбранный  двигатель  4АА56А4Y3 подходит  для данных  условий работы в продолжительном режиме 
 

     2.7 Поверка  двигателя привода  шпинделя шлифовального  круга М1 

     Привод  шпинделя  шлифовального  круга  работает  в  продолжительном  режиме  с  переменной  нагрузкой. Значение  статических  моментов  Мс  и  частот  вращения,  соответствующих  интервалам  времени  t₁,t₂,t₃,t₄  приведен  в таблице 2.6.  Питающая  сеть  трехфазная  напряжением  380В.  Перегрузочная  способность  при  наибольшей  нагрузке  должна  быть  не  менее 1,8.  Рассчитать  и  выбрать  по  каталогу  трехфазный  асинхронный  двигатель  с  короткозамкнутым  ротором, график  нагрузки  которого  приведен  на  рисунке 2.6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок2.6 Нагрузочная  диаграмма  двигателя 

     Таблица 2.6 – Статические  моменты

     Мощность  на  валу  двигателя  в  период  нагрузки  определяется  по  формуле (2.14):

     тогда  для  t ₁ : 

     Р₂₁ = 0,105×10^-3 ×42×1395=6,151 кВт; 

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Для  t ₂:  

     Р₂₂ = 0,105×10^-3 ×58×1380=8,40 кВт; 

     Для  t ₃:   

     Р₂₃ = 0,105×10^-3 ×65×1370=9,35 кВт; 

     Для  t ₄: 

     Р₂₄ = 0,105×10^-3 ×53×1390=7,735 кВт; 

     Определяем  предварительное  значение  расчетной  мощности  как  среднее  арифметическое  по  формуле (2.15): 

     Р’расч.= 6,151+8,40+9,35+7,735/4= =7,909 кВт;                                                                                        

     С  учетом  запаса  мощности  определяем  предварительное   значение  номинальной  мощности  двигателя по  формуле (2.16): 

     Р’ном.=1,1×7,909=8,69 кВт;                                    

     Исходя  из  этого,  предварительно  выбираем  трехфазный  асинхронный  двигатель  4А132М4У3  таблица 9.6 [5], механическая  характеристика  которого  приведена  на  рисунке  2.12, с номинальными  данными: 

     Рн.=11 кВт;    

     n ном. =1460 об/мин.;  

     η ном. =0,875;

     Cos j = 0,87;      

     λ = Мmax / Мном. = 3.

     По   универсальным   рабочим   характеристикам   двигателя            рисунок 3 [1]  определяем  значения  η_х и  коэффициента  мощности cos j_1х  для заданных  интервалов  нагрузки  таблица 2.7. 

     Таблица 2.7 – Значения  η_х  и коэффициента  мощности cos j_1х

     Токи  в  обмотках  статора  двигателя  при  заданных интервалах  нагрузки определяется  по  формуле (2.17):

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Тогда  для  времени t ₁ :

     І₁₁ =×6,151×10³/(Ö3×380×0,78×0,52)=13,30 А; 

     для  времени t ₂ :  

       І₁₂=8,40×10³/(Ö3×380×0,81×0,82)=11,09 А; 

     для  времени t ₃ :  

       І₁₃=9,35×10³/(Ö3×380×0,85×0,85)=11,35 А; 

     Для  времени t ₄ :  

       І₁₄=7,735×10³/(Ö3×380×0,8×0,81)=10,47 А; 

     Эквивалентное  значение  тока  в  обмотке  статора определяется  по  формуле (2.18): 

     Iэкв. =Ö13,30²×2+11,09²×7+11,35²×5+10,47²×10/(2+7+5+10)=11,09А; 

     Номинальный  фазный  ток  в  обмотке  статора  двигателя  типа 4А132М4У3 определяется  по  формуле (2.19): 

     І₁ном.=11×10³/(Ö3×380×0,875×0,87)= =12,67 А;                                                                                 

     Так  как Iэкв.< І₁ном., то предварительно выбранный тип  двигателя  удовлетворяет  режиму работы привода  шпинделя  шлифовального  круга.

     Номинальный  нагрузочный  момент  двигателя  определяется  по  формуле (2.20): 

     Мном.=9,55×10³×11/1460=71,95Н×м;     

     Перегрузочная  способность  двигателя  при  нагрузочном  моменте  Мс=0,51 Н×м определяется  по  формуле (2.21): 

     Мmax / Мс=3×71,95 / 65=3,32;                       

     где Мс = 65 Н×м - наибольшая  нагрузка  на  двигатель, таблица 2.6.

     Следовательно,  перегрузочная  способность  удовлетворяет  условиям задачи (3,32>1,8). То  предварительно  выбранный  двигатель  4А132М4У3 подходит  для  данных  условий  работы  в  продолжительном  режиме.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2.8 Механические  характеристики 

     Механическая  характеристика  представляет  зависимость  вращающего  момента  двигателя  и  его  частоты  вращения  при  неизменных  напряжении, частоте  питающей  сети  и  внешних  сопротивлениях  в  цепях  обмоток  двигателя.

     Пусковые  свойства  характеризуются  значениями  пускового  момента,  минимального  момента,  максимального  (критического)  момента,  пускового  тока  или  пусковой  мощности  или  их  кратностям.

     Механические   характеристики  асинхронных  двигателей  зависят  от типа  ротора,  номинальной  мощности,  а  также  от  числа  полюсов.

     Расчет  механических  характеристик  в  данном  дипломном  проекте  выполнен  на  персональном  компьютере  по  программе  MS Excel,  которая  представляет  мощное  средство  по  решению  задач  различных  типов,  и  где  используется  метод  предоставления  данных  в  электронных  таблицах.  Результаты  расчета  предоставлены  на  рисунках  2.7-2.12.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2.9 Описание  принципиальной  электрической   схемы 

     Схема изображена на  листе 3  графической  части  курсового  проекта.

     Поворотом  рукоятки  вводного  пакетного  выключателя  QS5  в положение  “Включено”,  включается  цепь  питания  станка.

     Для  подготовки  схемы  к  работе  необходимо  включить  выключатель  QF1 и QF2  в  положение  “Включено”.

     Включение  смазки  шпинделя  осуществляется  при  нажатии  на  кнопку  SB1,  подается  напряжение  на  катушку  контактора  КМ3  по  цепи  SB-SB2-SB1,  который  нормально открытым (н.о.) контактом  KМ3.2  становится  на  самопитание  и  включает  электродвигатель  М3  насоса  смазки  шпинделя.

     При  достижении  нормального  давления  масла  срабатывает  переключатель  давления  SP,  который  н.о.  контактом  SP  подготавливает  к  включению    цепь  контактора  КМ1. Загорается  сигнальная  лампа  HL2  “Смазка”,  так  как  включается  реле  КМ5.

     Включение  вращения  шлифовального  круга  производится  повторным  нажатием  на  кнопку  SB1.

     Кнопка  SB1  имеет  два  н.о.  контакта  KК3.2  и  KМ1.2.Первый  контакт  включает  цепь  контактора  КМ3,  второй  контакт  включает   контактор  КМ1,  который  н.о.  контактом  KМ1.2  становится  на  самопитание  и  включает  электродвигатель  М1.

     Станок  оборудован  магнитной  плитой  для  удержания  деталей  из  магнитных  материалов  в  процессе  шлифования.

     Работать  можно  и  без  магнитной  плиты. Для  выбора  рода  работ  на  пульте  установлен  переключатель SА1 “Работа  с  плитой” -“Без плиты”.

     Поворотом  рукоятки  этого  переключателя  в  положение  “Работа  с  плитой”  подготавливается  к  включению  цепь  питания  электромагнитной  плиты. Поворотом  рукоятки  барабанного  переключателя  SА4  в  положение  “Включено”  замыкаются контакты  3-4 и 9-10  и на  магнитную плиту подается  напряжение  по  цепи  3-4-KМ4-YH-9-10.

     При  этом  срабатывает  электромагнитное  реле  КМ4 (сериесное  реле),  катушка  которого  включена  последовательно  с  магнитной  плитой. Реле  КМ4  своим  н.о.  контактом KМ4.2  подготавливает  к включению цепь  контактора  КМ2, а контактом KМ4.1  включает  сигнальную  лампу HL1  “Плита  включена”.

     Для  снятия  изделий  с   магнитной  плиты  необходимо рукоятку  барабанного  переключателя  перевести  в положение “Размагничено”  и отпустить.

     Под  действием  пружины  рукоятка  возвратится  в  нулевое  положение. В  нулевом  положении  замыкается  контакт  5-6,  все  остальные  контакты  разомкнуты,  плита,  отключенная  от  выпрямителя,  шунтируется  сопротивлением  R. Реле  КМ4  выключается,  отключая  сигнальную  лампу  HL1,  а  контакт  KМ4.2  размыкается.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     В  положении  рукоятки  переключателя  SА4  “Размагничено”  замкнуты  его  контакты  1-2 и 7-8  и  в  катушках  электромагнитной  плиты  протекает  ток  обратного  направления  пониженной  силы  из-за  наличия  в  цепи  части  сопротивления  R. Кратковременный  импульс  тока  обратной  полярности  необходим  для  размагничивания  плиты  и  частично  шлифуемых  деталей.

     Включение  гидравлики  производится  нажатием  на  кнопку SB3,  подается  напряжение  на  катушку  контактора  КМ2,  который  н.о.  контактом  KМ2.2  становится  на  самопитание  и  включает  электродвигатель  М2,  а  контактом  KМ2.3  подготавливает  к  включению  цепь  питания  электромагнитов  YA1 и YA2.

     Включение  гидравлики  без  включения  магнитной  плиты  возможно  только  в  положении  переключателя  SА1 “Работа  без  плиты”.

     В  положении  переключателя  SА1 “Работа  с  плитой”  включение  гидравлики  возможно  только  после  включения  магнитной  плиты  переключателем  SА4.

     Включение  автоматической  вертикальной  подачи  производится  переключателем  SА2.

     Поворотом  переключателя  в  положение  “Подача включена” включается  цепь  питания  электромагнитов  YA1 и YA2  в  зависимости  от  того ,  какой  из  конечных  выключателей  SQ1 или SQ2  будет  нажат.

     Включение  насоса  подачи  охлаждающей  жидкости  и  магнитного  сепаратора  производится поворотом рукоятки  пакетного выключателя QS6  в положение “Включено” ,  подается  напряжение  непосредственно на  электродвигатели  М4   и М5 (при работе  электродвигателя  М3).

     Ускоренное  перемещение  шлифовальной   бабки  “Вверх” или  “Вниз”  возможно  только  при  разомкнутых  шестернях  механизма  вертикальной  подачи.

     Поворотом  рукоятки  подготовки  включения  ускоренного  вертикального  перемещения  шлифовальной  бабки  эксцентрик  замыкает  контакт  конечного  выключателя  SQ3.

     Затем  нажатием  на  кнопку  SВ6  или  SВ5  производим  включение  контакторов  КM6 и КM7.  Контакторы  КM6 и КM7  включают  вращение  электродвигателя  М6  в необходимую сторону.

     Поворотом  рукоятки  переключателя  SА3  производится  включение  и  выключение  лампы  местного  освещения  ЕL.

     На  станке  предусмотрены  следующие  блокировки:

     Блокировка  включения  электродвигателя  шлифовальной  бабки  обеспечивает  включение  электродвигателя  шлифовальной  бабки  только  в  случае  заполнения  полости  подшипника смазкой. При   отсутствии  смазки  н.о.  контакт переключателя давления  смазки  SP  разомкнут,  а,  следовательно,  разорвана  цепь  питания  контактора  КM1.

     Блокировка  движения  стола.  Предназначена  для  выключения  электродвигателя  М2  гидроустановки  при  исчезновении  тока  в  катушках  магнитной   плиты (обрыв  провода,  перегорание  плавкой  вставки  в

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

выпрямителе  и  т.д.).  при  этом  сериесное  реле  КM4  отключится  и  своим

н.о.  контактом  SP  разорвет  цепь  питания  контактора  КM2. Электродвигатель  М2  отключится,  и  стол   станка  остановится.

     Блокировка   включения  электродвигателя  ускоренного  перемещения  предназначена  для  предохранения  от  одновременного  включения  электродвигателя  ускоренного  перемещения  и  механизма  вертикальной  подачи,  а  также  предохраняет  маховик  вертикальной  подачи  от  быстрого  вращения  при  ускоренных  перемещениях. При  повороте  рукоятки  в  положение  ускоренных  перемещений  эксцентрик,  сидящий  на  одной  оси  с  рукояткой,  замыкает  контакт   конечного  выключателя  SQ3,  при  этом  шестерни  механизма  вертикальной  подачи  выводятся  из  зацепления.

     Блокировка  крайнего  верхнего  положения  шлифовальной  бабки  предназначена  для  предохранения  от  повреждений  в  кинематической  цепи  вертикальных  подач.  В  крайнем  верхнем  положении  каретка  упирается  в  конечный  выключатель  SQ4,  который  разрывает  цепь  контактора  КM6 ,  что не  позволит  включить  электродвигатель  М6   в  сторону,  соответствующую  подъему.

     В  электрической  схеме  станка  предусмотрены  следующие  виды  защиты:

     1. Защита  всех  электродвигателей  (кроме М6)  при  перегрузках.  Осуществляется  при  помощи  тепловых  реле  и автоматическими выключателями.

     2. Защита  электрооборудования   при  коротких  замыканиях.

     Обеспечивается  при  помощи  плавких  вставок  предохранителей  и автоматических  выключателей.

     3. Нулевая  защита  от  самопроизвольного   включения  электродвигателей  при  восстановлении  напряжения  после  его  резкого  падения  или  исчезновения. Осуществляется  за  счет  размыкания  н.о. контактов  контакторов.

     Перечень  элементов к данной  схеме  приведен  в  приложении.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2.10 Общие  сведения  об  осветительной   установке 

     При  недостаточной  освещенности  производственных  цехов  промышленных  предприятий  у  работающих  ухудшается  зрение,  понижается  производительность  труда  и  снижается  качество  выпускаемой  продукции. Поэтому  для  промышленных  предприятий  разработаны  и  являются  обязательными  нормы  минимальной  освещенности  (предусмотренные  СНиП  и  ПУЭ). Величины  освещенности  по  этим  нормам  зависят  от  характера производства,  и они тем выше,  чем большая точность  требуется при выполнении  технологических процессов и производственных  операций.

     При  проектировании  и  светотехнических  расчетах  освещенность  принимают  несколько  большую,  чем  требуется  по  нормам. Принимаемый  запас  обусловливается  тем,  что  во  время  эксплуатации  уровень  первоначальной  (проектной)  освещенности  с  течением  времени  неизбежно  снижается. Это  происходит  за  счет  постепенного  уменьшения  светового  потока,  который  дают  новые  светильники  и  лампы,  частично  за  счет  постепенного  загрязнения  арматуры  и  некоторых  других  причин.

     При  эксплуатации  осветительной  установки  большое  внимание  уделяется  поддержанию  ее  состояния  на  уровне,  обеспечивающем  бесперебойную  работу  предприятия.

     Для  механического  цеха,  который  рассматривается  в  данном  дипломном  проекте,  выбраны  в  качестве  источников  света  лампы  накаливания,  которые  по  сравнению  с  люминесцентными  лампами  не  требуют  специальных  схем  для  включения  в  сеть  и  проще  в  процессе  эксплуатации, а  также  дешевле  и  не  требуют   утилизации  после  выхода  из  строя.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     2.11 Расчет  освещения   механического   цеха 

     Рассчитываем  электрическое  освещение лампами  накаливания,  методом  коэффициента  использования,  механического  цеха,  имеющего  следующие  размеры:

       Длина  А=48м, ширина В=30 м,  высота Н=10 м.

     Стенки  и  потолок светлые;  высота  рабочей поверхности от пола 1,2м. Напряжение  осветительной сети  220В. 

     Для  механического  цеха  выбираем   эмалированный светильник   “Универсаль” без  затенителя  в соответствии  с  высотой  помещения.

     Определяем  расчетную  высоту  светильников  над  рабочей  поверхностью,  принимая   расстояние  светильника  от  потолка  h_с =1,2м по  формуле:

     h = H-(h_р + h_с ),                                                                            (2.22) 

       где Н – высота  освещаемого  помещения, м;

            h_р – высота  рабочей поверхности от  уровня  пола, м;

            h_с – расстояние  светильника от  потолка, м.

       Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.22)  получим: 

     h = 10 – (1,2+0,8)=8 м; 

     Определяем  расстояние  между  светильниками,  принимая наивыгоднейшее  отношение  L/h =1,7, таблица 3.1.2 [4].

     Тогда  расстояние  между  светильниками  находим  по  формуле:  

     L = 1,7∙h,                                                                                         (2.23)

     где  L – расстояние  между  светильниками, м;

            h – высота  подвеса  светильника   над уровнем  пола.

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.23)  получим: 

     L = 1,7∙8 = 13,6 м; 

     Расстояние  между  рядами  светильников  определяем  по  ширине  полосы освещаемой  одним рядом, таблица 3.1.2 [4]   по  формуле:  

     в = 1,3∙h,                                                                                         (2.24) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.24)  получим: 

     в = 1,3∙8 = 10,4 м;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     В  соответствии  с  указанными  размерами  помещения и  полученными  расстояниями  размещаем  светильники  по  цеху  рисунок,  устанавливаем  тем  самым  число  светильников  n=18.

     Выбираем  норму  освещенности  для  данного  производства,  считая,  что  в  цехе  обрабатываются  детали  с  точностью  до  0,1мм,  что  соответствует  величине  нормированной  освещенности  300лк  и  соответственно  освещенности,  создаваемой светильниками  общего  освещения  30лк,  что  составляет  10%  от  нормированной  освещенности, так как используется  комбинированное освещение.

     Принимаем  коэффициент  минимальной  освещенности  Z=1,3  и коэффициент  запаса  к=1,3.

     Определяем  показатель  помещения  по  формуле:   

     і = А×В/(h×( А+В)),                                                                  (2.25) 

     где А,В – длина  и  ширина  цеха;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.25)  получим: 

     і = 30×48/(8×(30+48)) = 2,3; 

     по  таблице  3.1[4]  находим  коэффициент  использования  светового  потока  к_и = 0,54,  считая  коэффициент отражения стен  и потолка равным  соответственно  30 и 50%.

     Находим  расчетный  световой  поток  одной  лампы  по  формуле: 

     Fр=Е×к×S×Z/(n×к_и ),                                                                         (2.26) 

     где Е – нормированная  освещенность,  которую  должны  создать  светильники  общего  освещения;

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.26)  получим: 

     Fр  = 30×1,3×30×48×1,3/(18×0,54) = 7511,11 лм.; 

     Подбираем  по  таблице  3.2[4]  ближайшую по  световому потоку  лампу мощностью 500Вт   НГ 220-500  дающую  световой  поток Fл=8100лм.

     Пересчитываем  фактическую  освещенность  при  выбранной  мощности  лампы  по  формуле:  

     Еф.= Ен×Fл/Fр,                                                                              (2.27) 

     где Ен – нормированная  освещенность,  создаваемая  светильниками  общего  освещения;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.27)  получим: 

     Еф.= 30×8100/7511,11 = 32,35 лк; 

     что  удовлетворяет  нормам. 
 

     2.12 Расчет  освещения не  производственных  помещений 

     Рассчитываем  электрическое  освещение  лампами  накаливания,  методом  коэффициента  использования,  в  трансформаторной  подстанции,  которая  пристроена к механическому  цеху, в  помещении  отдела  технического  контроля, в  складе  готовой  продукции, инструментальной   кладовой  и  комнате мастера,  которые имеют одинаковые   размеры и норму освещенности:

       Длина  А=6м, ширина В=6 м, высота  Н=10 м.

     Стенки  и  потолок  светлые;  высота  рабочей  поверхности  от

     пола 0,9м. Напряжение  осветительной  сети  220В. 

     Намечаем  число  светильников  в  помещении,  исходя  из

     оптимального   их  расположения,  n=4.

     По  таблице 5.2[2]  находим  значение  W= 4,4Вт/м² ,  при  норме  освещенности  50лк  и  размерах  помещения 6×6 м.

     Определяем  расчетную  мощность  одной  лампы  по  формуле:  

     Рл.=S×W/n,                                                  (2.28) 

     где S – площадь  помещения,  м²;

           n – число  светильников .

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.28)  получим: 

     Рл.=(6×6)×4,4/4=39,6 Вт; 

     Подбираем  по  таблице  3.2[4]  ближайшую  по мощности лампу  типа  НБ 220-40  со  световым  потоком  370лк  и  мощностью  40Вт.

     Определяем  фактическую  освещенность  по  формуле:  

     Еф.=Ен.×Рф./Рл.,                                     (2.29) 

     Подставляя  соответствующие  данные  в  формулу  (2.29)  получим: 

     Еф.=50×40 / 39,6 = 50,5 лк; 

     Что  удовлетворяет  нормам  освещения  в  данном  помещении.

     Результаты  расчетов  освещения  занесены  в  таблицу  2.8.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     3 Организационно – техническая  часть 

     3.1 Энергетическая  служба 

     Общие  положения:

     - энергетическая  служба  цеха  обеспечивает  содержание  оборудования  в рабочем  состоянии, технический  надзор  за  его  правильной  эксплуатацией, организует  систему  планово-предупредительного  ремонта  и  других  видов  работ;

     - энергетическая  служба  в   своей  деятельности  руководствуется   директивами  вышестоящих  органов, действующим  законодательством, приказами  и  указаниями  руководства  предприятия, планами  работ  и  настоящим  положением;

     - энергетическая  служба  подчиняется   непосредственно  Генеральному  директору  предприятия.

     Основные  задачи:

     - обеспечение  работоспособности   и  надлежащее техническое   состояние  парка  технологического, энергетического, подъемно-транспортного  оборудования  и  инженерных  сетей  путем  своевременного  и  качественного  ремонта, проводимого  в  плановом  порядке  и  организации  по  договорам  в  соответствии  с  действующей  системой  планово-предупредительного  ремонта, а  также путем систематического  надзора за  соблюдением правил  технической эксплуатации  оборудования  и надлежащим  межремонтным  обслуживанием;

     - разработка  и  внедрение   организационно-технических  мероприятий,  предупреждающих  аварии, поломки   оборудования  и  повышенный  его  износ, и  снижающие  простои  его  в  ремонте, а  также  уменьшение  расходов  на  ремонтно-эксплуатационные  нужды;

     - правильное  и  экономное   расходование  средств, выделенных  на  капитальный  ремонт;

     - контроль  за  систематической  проверкой  и  предъявлением  органам  государственного  надзора  подъемных  сооружений  и  сосудов;

     - бесперебойное  энергоснабжение   всеми  видами  энергии  и   соблюдение  заданных  параметров  их  на  приемных  устройствах  потребителей;

     - разработку  и  осуществление   организационно-технических  мероприятий  по  экономии  всех  видов  энергии  и  модернизации  энергомеханического  оборудования;

     - разработку  мероприятий  по  подготовке  к  работе  в   зимних  условиях;

     - эксплуатацию  электроустановок  в  соответствии  с  действующими    правилами  и  контроль  за  их  соблюдением  в  подразделениях;

     - внедрение  совершенных  блокировочных,  отключающих, защитных  и  оградительных   устройств  и  средств, обеспечивающих  безопасность  монтажа, ремонта и обслуживания  электроустановок;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     - монтаж  и  приемку в  эксплуатацию  вентиляционных  установок  и   систем  в  установленном   порядке;

     - поддержание  нормальной  температуры в помещениях, в том числе  разработку  и  осуществление  мероприятий  по  подготовке  предприятия  к  работе  в  летних  и  осенне-зимних  условиях;

     - рациональное  освещение  территории  предприятия, рабочих  мест, производственных  и  вспомогательных  помещений;

     - ведение  технологического  паспорта  энергетического  хозяйства   предприятия.

     Энергетическая  служба  осуществляет  такие  функции:

     - разработку  проектов  годовых,  квартальных  и  месячных  планов  работ;

     - составление  сметы  затрат  на  ремонт  энергооборудования, коммуникаций, их  эксплуатацию;

     - организацию  изготовления  запасных  частей  и  узлов  для   ремонта энергооборудования;

     - контроль  хода  производства  ремонтных  работ  и  участие   в  проверке  их  качества;

     - осуществление  систематического  контроля  за  соблюдением  подразделениями  предприятия  правил  технической  эксплуатации  оборудования;

     - разработку  и внедрение  планов  технического  перевооружения  энергетического   хозяйства;

     - обеспечение  бесперебойного  снабжения  подразделений  предприятия  необходимыми  видами  энергии;

     - обеспечение  контроля  за  рациональным  использованием  всех   видов  потребляемой  энергии;

     - выполнение  оперативных  распоряжений  энергоснабжающих  организаций  по  режиму  электропотребления  и  обеспечению  контроля  за  расходованием  установленных  лимитов  электроэнергии;

     - разработку  и  внедрение   мероприятий  по  экономии  и  снижению  потребления   всех  видов  энергии;

     - обеспечение  и  контроль  за  выполнением  предписаний  органов  государственного  надзора;

     - приемку  энергоустановок   и  сетей  в  промышленную  эксплуатацию  при  вводе   новых  объектов;

      - обеспечение  рациональным  освещением  территории  предприятия,  производственных  и  вспомогательных  помещений  и  рабочих  мест  в  соответствии  с  требованиями  норм;

     - организация  и  проведение  своевременного  обучения  и   проверки  знаний  для  персонала,  занятого  эксплуатацией  и   обслуживанием  энергетических  объектов;

     - составление  графиков  ППР   и  контроль  за  их  выполнением;

     - обеспечение  бесперебойной   работы  действующих  вентиляционных  установок  и  сантехнического  оборудования;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     - осуществление  технического  надзора    за  реконструкцией  и монтажом  новых  вентиляционных  установок, прием  вентиляционных  установок  в  эксплуатацию;

     - согласование  проектной  документации  на  вентиляционные  установки;

     - обеспечение  надежной  и   эффективной  связи, сигнализации, радиофикации,  часофикации  на  предприятии;

     - обеспечение  выполнения работ   по  ремонту  и  эксплуатации  средств  связи,  систем  автоматического   пожаротушения,  сигнализации, радиофикации, разработку  мероприятий  по  расширению  применения  и  рационализации  этих  средств.

     Права  службы  осуществляются  главным  энергетиком,  который  имеет  право:

     - отключать  от  электрических,  тепловых  и  других   сетей   установки  и  оборудование,  находящееся  в  состоянии,  угрожающем  аварией, пожаром или жизни людей;

     - требовать  от  руководителей   подразделений  соблюдения  правил  технической  эксплуатации  объектов  энергохозяйства,  находящихся   в  их  ведении, проверять   деятельность  подразделений   предприятия  в  части   соблюдения  правил  технической  эксплуатации;

     - останавливать  на  ремонт  энергооборудование в  соответствии  с  утвержденным  графиком  ППР;

     - заключать  договора  и  проверять   объем  работ  по  ремонту   энергетического  хозяйства, выполняемые  подрядными  организациями  и осуществлять  контроль  за  соблюдением  договоров;

     - привлекать  в  установленном   порядке  специалистов  других  подразделений  предприятия  для  участия  в  решении  вопросов,  относящихся  к  деятельности  службы;

     - утверждать, подписывать, визировать  в пределах  своей компетенции, документы, связанные  с  деятельностью  службы.

     Начальник  службы  несет  ответственность  за  деятельность  службы  в  целом, в  том  числе  за:

     - ненадлежащее  выполнение  задач   и  функций, возложенных   на  службу, и  своих  обязанностей;

     - невыполнение  приказов  руководства;

     - не  обеспечение  предприятия   всеми  видами  энергии;

     - не  обеспечение  организации   и  своевременного  проведения  профилактических  осмотров  и  ремонтов  энергооборудования;

     - непринятие  мер   по  предупреждению  аварий  и несчастных  случаев  на  подконтрольных  объектах;

     - нерациональную  расстановку, неправильное  использование  работников  службы  и  не  проведение  работ  по  повышению  их   деловой  квалификации;

     - не  обеспечения  содержания  в  технически  исправном  состоянии  средств  пожаротушения, связи  и  сигнализации;

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     - несоблюдение  непосредственно  подчиненными  работниками  правил  внутреннего  трудового распорядка, правил, инструкций  и других  нормативных документов, регламентирующих  безопасность  труда;

     - непринятие  мер  в  случаях   обнаружения недостатков  и   нарушений  по  охране  труда;

     - не  проведение  ППР  электрооборудования. 
 

     3.2 Эксплуатация  оборудования  станка 

     Уход  за  электродвигателями:

     Во  время  эксплуатации  необходимо:

     а) систематически  производить технический  осмотр;

     б) вести  общее  наблюдение;

     в) производить  профилактический  ремонт  электродвигателей.

     При  общем  наблюдении  за электродвигателями  необходимо  периодически  контролировать  режим  работы, нагрев, состояние  контактов  и  следить  за  чистотой  электродвигателей.

     Длительно  перегружать  электродвигатели (по  силе  тока  и  напряжению)  недопустимо.

     Периодичность  технических  осмотров устанавливается  в  зависимости  от  производственных  условий, но  не  реже  одного  раза  в  два  месяца.

     При  технических  осмотрах  надо  производить  чистку  электродвигателей  от  загрязнения, проверять  надежность  заземления  и  соединения  электродвигателя  с  приводным  механизмом.

       Периодичность  профилактических  ремонтов  устанавливается  в   зависимости  от  производственных  условий, но  не  реже  одного  раза  в  год. При  профилактических  ремонтах  должна  производится  разборка  электродвигателей, внутренняя  чистка  их, замена  смазки  подшипников.

     Смена  смазки  в  подшипниках  при  нормальных  условиях  работы  должна  производится  через  400  часов, но  не  реже  одного  раза  в  год.

     При  работе электродвигателей в пыльной, влажной среде смена смазки  в подшипниках должна  производится  чаще, по  мере  необходимости.

     Перед  набивкой  свежей  смазки,  подшипники  должны  быть  тщательно  промыты  бензином. Камеру  следует  заполнить  смазкой  на  2/3  ее  объема.

     Уход  за  предохранителями:

     Перегоревшие  плавкие  вставки  необходимо  заменить  новыми (на  соответствующую  силу  тока) согласно  монтажной  схеме.

     Все  контактные  поверхности  должны  быть  чистыми,  без  следов  нагара,  пыли, смазки.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Уход  за  магнитными  пускателями, реле  управления  и  электромагнитами:

     Аппараты  обеспечивают  надежную  работу  при  условии  проведения  периодических  осмотров  и  мелкого  ремонта (подтяжка креплений, очистка контактов  от  нагара  и  т.д.).

     Пускатели, реле, электромагниты  работают  при  колебаниях  напряжения  сети  в  пределах  85-105%  номинального, повышение  напряжения  ведет  к  порче  изоляции.

     Контактные  поверхности,  торцы  железа  магнитов  смазывать  не  разрешается,  загрязнение  указанных  поверхностей  не  допустимо.

     Износившиеся  контакты  следует  заменять.

     Уход  за  тепловыми  реле:

     Реле  с  установленными  нагревательными  элементами  срабатывает  за  время  не  более  20 минут  после  увеличения   тока  на  20%  сверх  номинального  при  температуре  окружающего  воздуха  +20° С.

     При  длительной  нагрузке  током,  равным  верхнему  пределу  рабочего  тока  нагревателя, реле  должно  срабатывать.

     Реле  и  нагреватели  необходимо  содержать  в  чистоте, не  допускать  скопления  пыли  и  масла.

     Вышедшие  из  строя  нагреватели  заменить  новыми  на  соответствующую  силу  тока  согласно  монтажной  схеме.

     Уход  за  автоматическими  выключателями:

     Механизм  автоматов  смазан  на  заводе-изготовителе  незамерзающей  смазкой. Автоматы  рассчитаны  для  работы  без  смены  каких-либо  частей. Износившиеся  автоматы  следует  заменить  новыми.

     Встроенный  в  автомат  расцепитель  максимального  тока регулируется  на  заводе-изготовителе.

     При  нормальных  условиях  автомат  необходимо  осматривать  один  раз  в  год. После  отключения  короткого  замыкания  необходимо  осмотреть  автомат. Для  этого  снять  крышку  автомата  и  тщательно  очистить  от  копти все доступные места,  после чего  проверить сопротивление изоляции:

     а) между  внешними  зажимами  автомата  и  металлической  конструкцией, на  которой  закреплен  автомат;

     б) между  верхними  и  нижними  зажимами  в  отключенном  положении;

     в) между  полюсами  во  включенном  положении  автомата,  которое  должно  быть   не  менее  1 МОм.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     4 Техника  безопасности 

     4.1 Техника  безопасности  при эксплуатации  станка 

     Категорически  запрещается  допускать  рабочих  к  станку  без  предварительного ознакомления  их  с  правилами  техники  безопасности  и  инструкцией  по  обслуживанию  станка.

     При  работах  с  полным  или  частичным  снятием  напряжения  должны  быть выполнены следующие технические мероприятия в указанной последовательности:

     а) произведены  необходимые  отключения;

     б) установлены  ограждения  и  вывешены  предупредительные  плакаты;

     в) проверено  отсутствие  напряжения;

     г) наложено  временное  заземление.

     Отключение  должно  быть  произведено   со  всех  сторон,  откуда  может  быть  подано  напряжение.

     Если  работы  выполняются  без  наложения  заземления,  то  должны  быть  приняты  дополнительные  меры:  механический  запор  приводов  отключенных  аппаратов,  дополнительное  снятие  предохранителей,  применение  изолирующих  прокладок  в   рубильниках  и  автоматах  и  т.п.

     На  рукоятках  всех  отключающих  аппаратов,  при  помощи  которых  может  быть  подано  напряжение  к  месту  работы,  должны  быть  вывешены  предупредительные  плакаты  “Не  включать – работают  люди”.

     Проверка  отсутствия  напряжения  на  отключенной  части  електроустановки  должна  быть  проведена  после  вывешывания  предупредительных  плакатов  при  помощи  токоискателя,  переносного  вольтметра  или  контрольной  лампы. Отсутствие  напряжения  проверяется  между  всеми  фазами  и  на  каждой  фазе  по  отношению  к  заземленным  частям. 
 

     4.2 Техника  безопасности  при  эксплуатации  внутрицеховых  электросетей 

     Ремонтные  работы  во  внутрицеховых  электросетях  проводят  при  снятом  напряжении  с  ремонтируемых  участков. Работы  по  проверке, испытанию  и  ремонту, связанные  с  подачей  напряжения, могут  проводится  не  менее  чем  двумя  лицами,  одно  из  которых  должно  иметь  квалификационную  группу  не  ниже  IV  при работе  в электроустановках свыше   1000 В и не  ниже  III – в электроустановках до  1000 В.

     На  рукоятках  всех  отключающих  аппаратов,  с  помощью  которых  может  быть  подано  напряжение  к  месту  работ, вывешивают  предупредительные  плакаты “Не  включать – работают  люди”.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     Питание  временных  схем  для  ремонта, проверок  и  испытаний  электросетей должно  выполнятся  через выключатель, рубильник, автомат закрытого  исполнения  с  защитой  и  ясным  обозначением  включенного  и  отключенного  положений. Во  избежание  опасности, которая  может  возникнуть  для  ремонтного  персонала  при  ошибочной  подаче  напряжения  в   ремонтный  участок  электросети, все  фазы  отключенной  части  заземляют  и  закорачивают. Перед  тем  как  наложить  заземление  на  ремонтируемый  участок,  проверяют  отсутствие  на  нем  напряжения.

     Если  требуется  произвести  ремонт  в  действующей  электросети, с  которой  снять  напряжение  не  представляет  возможности, то  работы  проводят   в  диэлектрических  перчатках, стоя  на  резиновых  ковриках. При  измерениях  с  помощью  мегаомметра  проверяемый  участок  предварительно  отключают  со  всех  сторон, откуда  на  него  может  быть  подано  напряжение. Ответственный  за  ремонтные  и  испытательные  работы  отвечает  за  точное  выполнение  всех  мер  безопасности. 
 

     4.3 Техника  безопасности  при  эксплуатации  трансформаторных  подстанций 

     Защитные  средства, применяемые  при  обслуживании  электроустановок, оправдывают  свое  назначение  лишь  в  том  случае, когда  организован  тщательный  надзор  за  их  исправностью. К  защитным  средствам  относятся: переносные  указатели  напряжения  и  токоизмерительные  клещи; переносные  временные  защитные  заземления; переносные  ограждения  и предупредительные плакаты;  защитные  очки; диэлектрические  перчатки, боты и галоши; изолирующие  подставки, резиновые  коврики, дорожки, штанги, клещи  для  снятия  предохранителей, инструменты с изолирующими ручками. Надзор  за  защитными   средствами  осуществляется  путем  их    периодических  испытаний  на  электрическую  прочность  и  внешнего  осмотра  с  указанием  величены  напряжения, даты  испытания  и  клейма.

     Распределительные  устройства  напряжением  свыше  1000 В  без  постоянного  обслуживания  снабжают  изолирующей  штангой, изолирующей  подставкой (или  ботами) и  клещами. Другие  защитные  средства  должны  быть  у  бригад, обслуживающих   электроустановки, и  доставляться  ими   к  месту  работы.

     Испытание  защитных  средств  проводят  периодически  при  приемке  в  эксплуатацию  и  во  время  эксплуатации  и  при  обнаружении    дефектов  после  ремонта, а  также  при  возникновении  сомнений  в  их  исправности.

     Проверка  защитных  средств  испытательным  напряжением  проводится  в  специальных  установках  и  обученным  персоналом. После  испытания, если  обнаружено  неисправное  защитное  средство,  оно  должно  быть  изъято  из  употребления.

ЖВПТ 5.090609.02 ПЗ

     4.4 Техника  безопасности  при  эксплуатации  электрических  машин 

     Обслуживание  электрических  машин  сопряжено  с  опасностью  получения  травм  от  вращающихся  частей  и  поражения  электрическим  током. Все  вращающиеся  и  токоведущие  части  должны  иметь  ограждения. Обслуживание  производится  в  прилегающей  к   телу  одежде; рукава  должны  быть  застегнуты  к  кистей.

     Электрические   машины  небольшой  мощности  разбирают  на  верстаках, а  машины  большой  мощности – на  специальных  стендах  с  доступом  к  ним  со  всех  сторон. Разборку  рекомендуется  производить  в  рукавицах, чтобы  предохранить  руки  от  ссадин, царапин  и  ушибов. Съемники  для  съемки  подшипников  не  должны  иметь  трещин,  погнутых  стержней, сорванной  резьбы. Запрещается  сбивать  подшипники  с  валов  и  выбивать  их  из  гнезд  ударами  молотка. Разобранные  подшипниковые  щиты, роторы  и  якори  следует  укладывать  на  стеллажи,  статоры  на  подставки, а  мелкие  детали  в  ящики.

     Испытание  изоляции  повышенным  напряжением  и  измерение  ее  сопротивления  должны  проводится  с  соблюдением  дополнительных  мер  безопасности. Эти  контрольные  операции  должны  производится  бригадой  в  составе  не  менее  двух  человек,  прошедших  специальную  подготовку. Во  время  измерения  сопротивления  изоляции  обмоток  мегаомметром  нельзя  прикасаться  к  проводникам  обмотки; после  измерения  обмотку следует сразу разрядить на   корпус. 
 

     4.5 Противопожарная   безопасность