Разработала: Селиванова Н. В. 1 страница

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по выполнению курсового проекта по учебной дисциплине

«Эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий» специальности 270116

Введение

Методическое пособие разработано в помощь студентам очной и заочной форм обучения для выполнения курсового проекта по учебной дисциплине Эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий специальности 270116 Монтаж и эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий. В методическом пособии приведены все разделы пояснительной записки курсового проекта, методические рекомендации по их выполнению и оформлению. При рассмотрении разделов проекта выполнены ссылки на техническую и справочную литературу. Это пособие можно использовать при выполнении общей части дипломного проектирования по теме Эксплуатация и ремонт электрооборудования предприятий. Пособие можно применять в качестве образца при выполнении и оформлении пояснительной записки курсового проекта и дипломного проекта.

Содержание

Введение 4

1 Общая часть 5

1.1 Назначение, характеристика станка 5

1.2 Выбор рода тока и напряжения 5

1.3 Описание принципа работы станка по электрической

принципиальной схеме 5

1.4 Эксплуатация электрооборудования станка 6

1.5 Неисправности возникающие при эксплуатации

электрооборудования станка, причины и методы их устранения 7

2 Специальная часть 8

2.1 Расчет и выбор мощности двигателя главного движения 8

2.2 Расчет и построение механической характеристики

двигателя главного движения 10

2.3 Расчет и выбор аппаратуры защиты, управления, проводов

для двигателя главного движения 12

2.3.1 Расчет и выбор автоматического выключателя 12

2.3.2 Расчет и выбор предохранителей 13

2.3.3 Расчет и выбор тепловых реле 13

2.3.4 Расчет и выбор проводов 14

2.3.5 Расчет и выбор магнитного пускателя 14

2.4 Расчет пускового сопротивления 15

2.5 Расчет однофазного понижающего трансформатора 16

2.6 Мероприятия по энергосбережению при эксплуатации электрооборудования станка 18

2.7 Заземление станка 20

2.8 Техника безопасности 21

Заключение 25

Список литературы 26

Приложение А. Расчет и выбор мощности двигателя главного

движения фрезерного станка 27

Приложение В. Расчет и выбор мощности двигателя главного

движения сверлильного станка 29

Приложение С. Технологическая карта выполнения ремонтных

работ 31

Введение

Примечание: во введении должны быть рассмотрены вопросы, отражающие современный уровень и перспективы развития электрооборудования в машиностроении.

Во введении должны быть отражены вопросы, характеризующие назначение, применение, разновидности, перспективы развития электрооборудования, которое изучается при выполнении данного курсового проекта (металлорежущего станка, пресса, мостового крана и т.п.).

[1], [6]

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение, характеристика станка

Примечание: В этом пункте раздела должно быть описано назначение изучаемого станка и приведена его техническая характеристика. Характеристика применяемых двигателей, указан их тип, номинальная мощность и номинальная частота вращения. В этом разделе необходимо рассмотреть применяемые виды защиты силовой части схемы и схемы управления.

[8]

1.2 Выбор рода тока и напряжения

При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжении сети.

Для силовых электрических сетей промышленных предприятий в основном применяется трехфазный переменный ток. Постоянный ток рекомендуется использовать в тех случаях, когда он необходим по условиям технологического процесса, а также плавного регулирования частоты вращения электродвигателей. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико-экономическими расчетами, то для питания силового электрооборудования используется трехфазный переменный ток.

При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество, расположение электроприемников, возможность их совместного питания, а также технологические возможности производства.

Примечание: В этом пункте раздела для изучаемого электрооборудования необходимо конкретизировать род тока и напряжения для питания силовой цепи, цепи управления, освещения, сигнализации, электромагнитных муфт и т.д.

[8]

1.3 Описание принципа работы станка по электрической принципиальной схеме

Примечание: описание принципа работы электрооборудования металлорежущего станка или другого устройства по электрической принципиальной схеме должно быть выполнено в соответствии с листами 1 и 2 графической части проекта. Описание необходимо начинать с рассмотрения состояния аппаратов, когда они отключены, т.е. при отсутствии питания и командных воздействий. При описании схемы отмечается последовательность действия электрооборудования для рабочих, наладочных и других режимов, т.е. какие аппараты изменяют свое состояние при переходе к первому этапу работы, затем ко второму под воздействием управляющих команд и при взаимодействии между собой, прослеживается прохождение команд по различным цепям и аппаратам схемы. Обращается внимание на блокировки и защиту электрооборудования от ненормальных режимов работы.

Описание принципа работы электрооборудования должно соответствовать условным буквенным обозначениям элементов принятых на электрических принципиальных схемах в соответствии с современными требованиями ГОСТ.

Изучение принципа работы оборудования по схеме надо начинать со слов: Изучим принцип работы станка по электрической принципиальной схеме расположенной на первом листе графической части проекта….. Дальше следует описание схемы. После описания принципа работы схемы необходимо акцент сделать на второй лист графической части проекта. На втором листе графической части проекта представлена электрическая схема соединений электрооборудования станка. Эта схема предназначена для проведения монтажных, ремонтных и наладочных работ. На схеме показано подключение двигателей ……., магнитных пускателей ………, конечных выключателей ……, тепловых реле ……, предохранителей ……., автоматических выключателей ….. (указывается буквенное обозначение аппаратов принятое на схеме).

[8]

1.4 Эксплуатация электрооборудования станка

Техническую эксплуатацию электрооборудования станков нужно производить в строгом соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

К эксплуатации электрооборудования металлорежущих станков допускается подготовленный квалифицированный электротехнический персонал.

При эксплуатации электрооборудования металлорежущих станков полное или частичное прекращение энергоснабжения и последующее его восстановление, а также повреждение цепи управления энергоснабжением не должны приводить к возникновению опасных ситуаций для работающего. В том числе должны быть исключены:

- самопроизвольный пуск станка при восстановлении энергоснабжения;

- невыполнение уже выданной команды на остановку;

- задержка автоматической или ручной остановки движущихся частей станка;

- выход из строя защитных устройств.

Если падение напряжения ниже допустимого уровня может повлечь отключение электроаппаратуры, вызвать опасность для работающего и привести к аварии, то должна быть предусмотрена защита электрооборудования при снижении напряжения ниже допустимого уровня.

Ошибки в логической схеме системы управления, либо неполадки и повреждения в цепи управления не должны приводить к возникновению опасных ситуаций.

Неполадки системы управления не должны вызывать:

- самопроизвольного пуска станка без выдачи команды;

- невыполнения поданной команды на остановку;

- падения или выбрасывания подвижных частей станка или обрабатываемых деталей:

- задержки или невыполнения команд для автоматической или ручной остановки станка или его механизмов;

- снижения эффективности защитных средств станка.

Электрооборудование станков должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.1, ГОСТ 12.2.007.2, ГОСТ 12.2.007.6, ГОСТ 12.2.007.13, ГОСТ 12.2.007.14. ГОСТ 22789. ГОСТ 27487.

Безаварийная работа станков должна быть обеспечена (при полной нагрузке и без нее) при колебаниях напряжения питающей сети ±10 % номинального значения. Электрооборудование должно обеспечивать безаварийную работу при изменении частоты напряжения по ГОСТ 6697.

Защита работающих от поражения электрическим током должна быть обеспечена как при нормальной работе станков, так и в случае возникновения неисправностей: защиту от соприкосновения с частями станка, находящимися под напряжением, обеспечивают автоматическим отключением источника питания.

Открывание оболочек (устройств), дверей, крышек, защитных щитков и др. в местах размещения частей электрооборудования под напряжением должно производиться квалифицированным персоналом.

Если доступ к электрооборудованию и аппаратам управления осуществляется неквалифицированными или неподготовленными работающими (например при замене предохранителей), они должны руководствоваться в работе инструкцией по техническому обслуживанию.

Примечание: В этом пункте раздела должны быть изучены все вопросы эксплуатации электрооборудования металлорежущего станка с учетом требований техники безопасности.

[8], [14]

1.5 Неисправности возникающие при эксплуатации электрооборудования станка, причины и методы их устранения

Примечание: Необходимо рассмотреть возможные неисправности возникающие при эксплуатации электрооборудования станка, причины их вызывающие и методы их устранения. Этот ответ можно представить в виде таблицы.

Таблица 1 – Неисправности при эксплуатации электрооборудования

Неисправность	Причина	Метод устранения

[8]

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и выбор мощности двигателя главного движения

Правильный выбор мощности электродвигателя имеет большое значение так как при этом обеспечиваются минимальные затраты, минимальные потери электроэнергии, высокая производительность и надежность машин. Занижение мощности двигателя вызывает его перегрев при работе, преждевременный выход из строя, а следовательно простои и аварии. Завышение мощности ухудшает энергетические показатели двигателя, снижает к.п.д.; у асинхронных двигателей снижается коэффициент мощности, увеличиваются капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

Расчет мощности двигателя зависит от режима его работы, поэтому четко должен быть определен режим работы механизма: длительный с постоянной нагрузкой, длительный с переменной нагрузкой, повторно-кратковременный или кратковременный.

Для расчета и выбора мощности двигателя главного движения металлорежущего станка необходимо, чтобы был задан режим резания, который выполняется на изучаемом в курсовом проекте станке.

Расчет и выбор мощности двигателя главного движения выполняется строго в соответствии с заданием на курсовое проектирование.

Рассмотрим методику расчета мощности двигателя главного движения металлорежущего станка на примере токарного станка.

2.1.1 Определение скорости резания, м/мин

= , (1)

где С - коэффициент, характеризующий свойства обрабатываемого материала, резца и вид токарной обработки;

x, y, n - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки;

T – стойкость резца, мин;

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об.

С , x, y, n – определяют по [7]

2.2.2 Определение силы резания, Н

F = 10 C t S J , (2)

где C - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал, материал резца и вид токарной обработки;

x, y, n – показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки.

C , x, y, n определяют по [7]

2.1.3 Определение мощности резания, кВт

Р = (3)

2.1.4 Определение мощности двигателя, кВт

Рдв = , (4)

где h - коэффициент полезного действия станка.

h = 0,7 – 0,8

2.1.5 Выбор двигателя

При выборе двигателя необходимо, чтобы выполнялось условие

Двигатель выбираем по [2].

Необходимо из справочной литературы выписать: тип двигателя, Рн, nн, nо, Cos , , Ki, hн.

2.1.6 Проверка правильности выбора двигателя по перегрузочной способности

Необходимо, чтобы выполнялось условие

, (5)

где – максимальный момент двигателя, Нм;

– номинальный момент двигателя, Нм.

,

где – максимальная мощность двигателя, соответствующая максимальной мощности резания, кВт;

– номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.

,

где – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

– номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.

Если условие выполняется, значит двигатель выбран верно. Если условие не выполняется, то необходимо выбрать двигатель с большим значением номинальной мощности.

2.2 Расчет и построение механической характеристики двигателя главного движения

Механической характеристикой двигателя называется зависимость изменения угловой скорости двигателя от момента на его валу.

Расчет механической характеристики производят по номинальным (паспортным) данным выбранного двигателя.

2.2.1 Расчет и построение характеристики в абсолютных единицах

Расчет характеристики производим по упрощенной формуле Клосса

М = , (6)

где М – действующее значение момента при заданном значении скольжения, Нм;

S – скольжение;

Мк – критический (максимальный) момент двигателя, Нм;

Sк – критическое скольжение двигателя.

Мк = l Мн, (7)

где l - коэффициент перегрузочной способности двигателя;

Мн – номинальный момент двигателя, Нм.

Sк = Sн (l + ), (8)

где Sн – номинальное скольжение двигателя.

Sн = , (9)

где nо – синхронная частота вращения двигателя, об/мин;

nн – номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

Задаваясь значениями скольжения S, изменяющимися от 0 до 1, определяем значения момента двигателя по формуле (6).

Значения скорости двигателя при изменении скольжения S от 0 до 1 определяем по формуле (10).

w = wо (1 – S), (10)

где wо – синхронная угловая скорость двигателя, рад/с.

wо =

Результаты расчетов необходимо занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные расчета механической характеристики двигателя главного движения в абсолютных единицах

S					0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
М	Нм
w	рад/с

По данным таблицы 2 строим механическую характеристику в абсолютных единицах w = ¦ (м) на рисунке 1.

2.2.2 Расчет и построение характеристики в относительных единицах

Для построения механической характеристики двигателя главного движения в относительных единицах необходимо произвести расчет, в котором необходимо действующие значения величин механической характеристики в абсолютных единицах разделить на их базисные значения.

w* = , (11)

где w* - значение угловой скорости двигателя в относительных единицах;

w - действующее значение угловой скорости, рад/с;

wо – синхронная угловая скорость двигателя, рад/с.

М* = , (12)

где М* - значение момента двигателя в относительных единицах;

М – действующее значение момента, Нм;

Мн – номинальное значение момента двигателя, Нм.

Результаты расчетов механической характеристики двигателя в относительных единицах необходимо занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные расчета механической характеристики двигателя главного движения в относительных единицах

S				0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
М*
w*

По данным таблицы 3 строим механическую характеристику двигателя в относительных единицах w* = ¦ (м*) на рисунке 2.

2.3 Расчет и выбор аппаратуры защиты, управления, проводов для двигателя главного движения

2.3.1 Расчет и выбор автоматического выключателя

Автоматические выключатели выбирают по номинальному току автоматического выключателя и номинальному току расцепителя.

Номинальный ток электромагнитного или комбинированного расцепителя определяется длительным (номинальным) током линии.

Iр = , (13)

где Iдл – длительный (номинальный) ток двигателя, А,

КТ – тепловой коэффициент, учитывающий условия установки автоматического выключателя.

КТ = 1, если автоматический выключатель установлен в открытых шкафах;

КТ = 0,85, если автоматический выключатель установлен в закрытых шкафах.

Iдл = Iн = , (14)

где Рн – номинальная мощность двигателя, кВт;

Uн – номинальное напряжение двигателя, кВ;

hн – номинальный коэффициент полезного действия двигателя;

Cosjн – номинальный коэффициент мощности двигателя.

По Iр выбираем тип автоматического выключателя и его параметры по [2].

Выполняем проверку правильности выбора автоматического выключателя по соответствию тока срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя по максимальному кратковременному току линии.

Необходимо, чтобы выполнялось условие

Iср.расц ³ К Iкр,

где Iср.расц – ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя, А;

К – коэффициент, учитывающий неточность в определении максимального кратковременного тока линии;

К = 1,4 – для автоматических выключателей с номинальным током Iн £ 100А;

К = 1,25 – для автоматических выключателей с номинальным током Iн ³ 100А.

Iкр – максимальный кратковременный ток линии, А.

Iср.расц = 10 Iн..расц,

где Iн..расц – номинальный ток расцепителя выбранного автоматического выключателя, А.

Для одиночного двигателя

Iкр = Iп,

где Iп – пусковой ток двигателя, А.

Iп = Кi Iн,

где Кi – коэффициент кратности пускового тока двигателя;

Iн - номинальный ток двигателя, А.

Если питающая группа приемников больше одного, но менее трех, то максимальный кратковременный ток линии определяют по формуле

Iкр = å Iн - Iн.б (1 - К¢),

где å Iн – сумма номинальных токов всех двигателей группы, А;

Iн.б – номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, А;

К¢ - кратность пускового тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток.

Если условие проверки выполняется, значит, автоматический выключатель выбран верно.

2.3.2 Расчет и выбор предохранителей

Предохранители выбирают по напряжению, по номинальному току предохранителя и номинальному току плавкой вставки.

Номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять двум условиям:

1) Iвст ³ Iдл;

2) Iвст ³ , (15)

где a - коэффициент, зависящий от длительности похождения максимального кратковременного тока линии.

a = 2,5 – при легком пуске двигателя;

a = 1,6 – 2,0 – при тяжелом пуске двигателя.

Выбираем предохранители по [2].

2.3.3 Расчет и выбор тепловых реле

Тепловые реле выбирают по номинальному току теплового реле и номинальному току теплового элемента

Iт.э ³ (1,0 ¸ 1,15) Iн, (16)

где Iн – номинальный ток двигателя, А.

Выбирают тепловые реле по [2]

2.3.4 Расчет и выбор проводов

Сечение проводов напряжением до 1000В по условию нагрева выбирается в зависимости от длительно-допустимой токовой нагрузки.

Выбор сечения производится по двум условиям:

1) по условию нагрева длительным расчетным током

Iн.доп ³ ;

2) по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты

Iн.доп ³ ,

где Iн.доп – длительно-допустимый ток на провода, А;

Iдл - длительный расчетный ток нагрузки, А;

Кз – коэффициент защиты или кратность защиты, [3, с. 78, т. 31];

Iз - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А;

– поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, [3, с. 79, т. 32];

– поправочный коэффициент на число работающих проводов и кабелей, лежащих рядом в земле, трубах или без труб, [3, с. 82, т. 33].

В тех случаях, когда указанные выше соотношения не выполняются, желательно избегать завышение сечения проводников, например, выбирая автоматические выключатели не с электромагнитными, а с комбинированными расцепителями. В случае, когда требуемая длительная токовая нагрузка проводника, выбранная по условиям нагрева, не совпадает с требуемыми данными по приведенным выше условиям, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее чем это требуется по расчетному току.

Выбирают провода по [2].

2.3.5 Расчет и выбор магнитного пускателя

Магнитные пускатели выбирают по характеру и величине напряжения главной цепи и цепи управления, коммутационной способности контактов и их количеству, допустимой частоте включений, режиму работы, категории размещения, степени защиты от воздействия окружающей среды.

Выбор пускателя производится по двум условиям:

1) номинальный ток пускателя должен быть больше длительного расчетного ток линии

Iн.п ³ Iдл;

2) по условию коммутации номинального тока пускателя, который должен быть больше шестой части пускового тока двигателя

Iн.п ³ ,

где Iн.п – номинальный ток пускателя, А;

Iдл - длительный ток линии, А;

Iп - пусковой ток двигателя, А.

Выбирают магнитный пускатель по [2, с. 200, т. 9.2.3].

.

2.4 Расчет пускового сопротивления

Пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором достигает 5 ¸ 8 кратной величины номинального тока. При маломощной сети толчки тока вызывают значительное падение напряжения и тем самым отрицательно влияют на работу других приемников.

Прямое включение двигателя на полное напряжение сети обеспечивает максимальный пусковой момент, но связано со значительными пусковыми токами, которые могут вызвать в сетях большие потери напряжения.

Дата добавления: 2014-12-27