Разработала: Селиванова Н. В. 2 страница

Пуск с помощью активного сопротивления резистора в цепи статора применяют обычно для двигателей мощностью до 50кВт; при большей мощности – с помощью индуктивного сопротивления.

В момент пуска в цепь каждой фазы статора включаются активный или индуктивный резистор, который шунтируется при достижении двигателем частоты вращения, близкой к номинальной.

Резистор, включаемый в цепь обмотки статора, определяют заданными условиями снижения тока.

Определение величины пускового активного сопротивления резистора в цепи статора, при котором произойдет уменьшение пускового тока двигателя, производится в следующей последовательности:

2.4.1 Определение коэффициента мощности двигателя при пуске

Cos = Cos [ + Ki (1 - hн) ], (17)

где Cos - номинальный коэффициент мощности двигателя;

- кратность пускового момента двигателя;

hн – номинальный к. п. д. двигателя;

Sн – номинальное скольжение;

Ki – кратность пускового тока;

- отношение потерь в меди к номинальным потерям, = .

2.4.2 Определение полного сопротивления фазы двигателя при пуске, Ом

= , (18)

где Uн – номинальное напряжение, В;

Iп – пусковой ток двигателя, А.

2.4.3 Определение активного сопротивления фазы двигателя при пуске, Ом

= Cos (19)

2.4.4 Определение индуктивного сопротивления фазы двигателя при пуске, Ом

Хк = (20)

2.4.5 Определение пускового активного сопротивления резистора в цепи статора, Ом

= - , (21)

где a - коэффициент уменьшения пускового тока двигателя.

a = 0,5 при уменьшении пускового тока двигателя в два раза.

2.5 Расчет однофазного понижающего трансформатора

(стержневого типа)

Маломощные понижающие трансформаторы применяют для питания цепей управления, освещения, сигнализации, выпрямителей и других аппаратов.

2.5.1 Определение вторичной мощности трансформатора, ВА

S2 = U2 I2, (22)

где U2 – вторичное напряжение, В;

I2 – вторичный ток, А.

2.5.2 Определение первичной мощности трансформатора, ВА

S1 = , (23)

где h - к. п. д. трансформатора.

h определяют по [3, с. 34, т. 14]

2.5.3 определение поперечного сечения сердечника трансформатора, мм

Q = К 10 , (24)

где К - постоянная величина;

К = 4 - 6 - для масляных трансформаторов;

К = 6 - 8 - для воздушных трансформаторов;

f - частота тока в сети, Гц.

2.5.4 Определение размеров сердечника трансформатора, мм

Сечение сердечника трансформатора может быть выражено через его размеры

Q = a b,

где a - ширина пластин, мм;

b - толщина пакета пластин, мм.

Соотношение размеров сечения сердечника трансформатора может находиться в пределах

= 1,2 - 1,8

Высоту прямоугольного стержня можно вычислить по формуле

Н = (2,5 ¸ 3,5) a

Ширину окна сердечника принимают по формуле

С = ,

где m - коэффициент, учитывающий наивыгоднейшие размеры окна сердечника.

m - = 2,5 ¸ 3,0

2.5.5 Определение тока первичной обмотки трансформатора, А

I = , (25)

где U - напряжение первичной обмотки трансформатора, В.

2.5.6 Определение сечения проводов первичной и вторичной обмоток трансформатора, мм

S = ; (26)

S = , (27)

где d - допустимая плотность тока в обмотке, А/мм .

d - определяют по [3, с. 34, т. 14]

По сечению проводов необходимо определить диаметр провода с изоляцией по [3, с. 9, т. 2].

2.5.7 Определение числа витков первичной и вторичной обмоток

W = ; (28)

W = W , (29)

где В - магнитная индукция в сердечнике, Тл.

В определяют по [3, с. 34, т. 14].

2.5.8 Определение числа витков вторичной обмотки с учетом компенсации потери напряжения в проводах

Необходимо увеличить число витков вторичной обмотки на (5 ¸ 10) %

W ф = (1,05 ¸ 1,1) W (30)

2.5.9 Определение площади, занимаемой обмоткой, мм

Q = d W + d W ф (31)

2.5.10 Определение площади окна сердечника, мм

Q = Н С (32)

2.5.11 Определение коэффициента заполнения окна сердечника обмоткой

К = (33)

Если К = 0,2 ¸ 0,4, то обмотка свободно разместится в окне сердечника.

2.6 Мероприятия по энергосбережению при эксплуатации электрооборудования станка

Энергосбережение – это реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг)

23 ноября 2009-го года Президент РФ подписывает Федеральный закон №261-ФЗ Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации

Можно предложить перечень обязательных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности:

- замена малопроизводительных станков высокопроизводительными агрегатными станками, способными совместить несколько операций обработки;

- изменение конструкции деталей с целью сокращения числа операций механической обработки;

- своевременная и качественная смазка механизмов;

- регулярная заточка инструмента;

- обработка заготовок с уменьшенными припусками;

- увеличение загрузки станков;

- снижение брака и ликвидация простоев;

- сокращение холостых ходов путем применения ограничителей холостого хода; организационных мероприятий;

- увеличение машинного времени станка и сокращение вспомогательного за счет применения быстродействующих установочных и зажимных пневматических и гидравлических приспособлений;

- выполнение контрольных замеров без прекращения обработки;

- организация поточного производства, автоматизация станков, установка автоматических линий;

- изъятие излишней мощности двигателей (если средняя нагрузка менее 45% номинальной мощности), переключение обмоток с треугольника на звезду при неполной загрузке;

- замена релейно-контактной аппаратуры на бесконтактную, интегральную логическую;

- применение малоскоростных двигателей, двигателей с высоким коэффициентом мощности;

- использование специальных серий электродвигателей главного движения с широким диапазоном регулирования в комплекте с бестрансформаторными схемами электроприводов;

- замена двигателей с электромагнитным возбуждением в механизмах подач двигателями с возбуждением от постоянных магнитов;

- выбор наивыгоднейшего способа пуска и торможения, рекуперация электроэнергии;

- упрощение кинематической схемы станков (уменьшение числа зубчатых передач, редукторов, внедрение автоматических коробок передач и др.)

- применение электрических способов обработки (электроискровой, электроимпульсной, электрохимической, электроконтактной, электроэрозионной и др.).

Экономия электроэнергии при замене электродвигателей получается только за счет уменьшения потерь в них, поскольку двигатель меньшей мощности окажется более загруженным, т.е. будет в более благоприятных условиях в отношении к.п.д. С другой стороны, номинальный к.п.д. (при полной, номинальной загрузке) двигателя меньшей мощности, того же типа и той же скорости, будет всегда несколько ниже. Поэтому замена двигателей оказывается мало эффективной. Гораздо выгоднее повышать загрузку всего станка вместе с электродвигателем. И надо помнить, что к.п.д. электродвигателя большой мощности, не полностью загруженного, может оказаться в некоторых случаях выше, чем к.п.д. полностью загруженного электродвигателя меньшей мощности.

Если установлено, что двигатель длительное время работает недогруженным, а замена его на двигатель меньшей мощности нерациональна, то следует производить переключение обмоток с треугольника на звезду с целью понижения фазового напряжения. При этом повышается cos φ, экономится электроэнергия. Этот способ имеет преимущество перед заменой незагруженного двигателя на двигатель малой мощности, так как при этом нет затруднений при возвращении к нормальной загрузке всего станка.

2.7 Заземление станка

Заземление на станках необходимо выполнять при номинальных напряжениях выше 36 В переменного тока и 110 В постоянного тока. Заземлению подлежат:а) корпуса электрических машин (электродвигателей, генераторов, электромашинных усилителей и т. д.), трансформаторов, светильников и т. п.;б) приводы электрических аппаратов;в) вторичные обмотки измерительных трансформаторов, а также понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 36 В и ниже;г) каркасы и несущие конструкции управления, пультов управления, кнопочных станций и т. д.;д) станины станков, металлические части механизмов и вспомогательного оборудования станков (гидростанций, баков охлаждения и т. д.), стальные трубы электропроводки, металлорукавов, корпуса разветвительных коробок, металлические кабельные конструкции и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования;е) металлические корпуса передвижных, съемных, подвесных и переносных электроприемников.

На станке должен быть установлен болт заземления.

Наибольшие диаметры винтов и наименьшие диаметры площадок, к которым прижимаются заземляющие проводники из меди, должны соответствовать

Номинальный ток установленного на станке электроаппарата, А	Наибольший диаметр винта для заземления, мм	Наименьший диаметр площадки, мм
До 16	М4
Св. 16» 25	М5
» 25» 100	М6
» 100» 250	М8
» 250» 630	М10
» 630	М12
Примечания 1 Для токов свыше 250 А вместо одного винта допускается два с меньшими диаметрами, но с суммарным поперечным сечением не менее указанного в таблице 2 Винты и клеммы защитных цепей должны быть рассчитаны для подключения медных проводников. При использовании проводников из алюминия и его сплавов обеспечивают защиту от электролитической коррозии.

Над заземляющим зажимом станка устанавливают знак заземления по ГОСТ 21130.

Если элементы электрооборудования, установленные на сборочных единицах станка, изолированы от заземленной станины станка, то в их конструкции предусматривают заземляющие зажимы.

В зависимости от сечения проводов, подводимых к станку или к отдельным его механизмам, содержащим электрооборудование, для заземления должны выбираться медные провода:

- при сечении питающих проводов до 16 мм² - равные сечению питающих проводов, но не менее 1,5 мм²;

- при сечении питающих проводов свыше 16 мм² - равные 50 % сечения питающих проводов, но не менее 16 мм²;

- при размещении заземляющих жил кабеля или многожильных проводов в общей защитной оболочке - не менее 1,0 мм².

Если для заземления применяют проводники не из меди, а из других металлов, то их электрическое сопротивление на соответствующем участке не должно быть больше допустимого для медного проводника.

Если конструкции электрических машин и аппаратов, вследствие малых размеров, не позволяют подводить к ним проводники необходимых сечений, то допускается применять для заземления проводники из меди сечением не менее 0,75 мм².

Ко всем электродвигателям и аппаратам управления, имеющим металлический корпус с собственным винтом заземления, установленным вне панелей и блоков управления и подключенным к линейному или фазному напряжению силовой питающей сети, независимо от величины измеренного электрического сопротивления между ними и устройством заземления на вводе питания станка, подводят заземляющий провод, подсоединенный к заземляющему зажиму, расположенному в ближайших разветвительной коробке, нише, пульте или шкафу управления.

Результаты испытаний по ГОСТ 27487 фиксируют в свидетельстве о выходном контроле электрооборудования по ГОСТ 7599.

Степень защиты электрических машин должна быть не менее IP22 (в этом случае обеспечивают защиту от попадания пыли через вентиляционные отверстия в концентрациях, аналогичных степени IP54) по ГОСТ 14254.

2.8 Техника безопасности

Современные станки, как правило, имеют индивидуальный электропривод. В большинстве случаев электродвигатели, реле и другие электрические аппараты размещены или на самом станке, или в отдельно стоящем шкафу. Станки имеют двигатели, конечные и путевые выключатели, размещенные внутри станка.

Работу по наладке, эксплуатации и ремонту электрооборудования станков разделяют на четыре категории: работы при полном снятии напряжения, работы с частичным снятием напряжения, работы без снятия напряжения вблизи токоведущих шин и работы без снятия напряжения вдали от токоведущих шин.

Работой при полном снятии напряжения считается работа, которую выполняют в электроустановке, где со всех токоведущих частей снято напряжение и где нет незапертого входа в соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением.

К такому виду работ относятся:

а) прозвонка цепей силовой схемы,

б) ремонт или замена электрической аппаратуры непосредственно на станке,

в) проверка величины сопротивления изоляции токоведущих частей.

Работой с частичным снятием напряжения считается работа, которую проводят на отключенных частях электроустановки, в то время как другие ее части находятся под напряжением или напряжение снято полностью, но есть незапертый вход в соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением.

К такому виду работ относятся:

а) регулировка параметров срабатывания реле,

б) регулировка и чистка контактов аппаратов,

в) смена ламп освещения в шкафу и на станке.

Работой без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях считается работа, которая требует принятия технических и организационных мер и производится на неотключенной электроустановке с применением защитных средств. К такому виду работ относятся: измерение величин тока и напряжения с помощью измерительных клещей.

Работой без снятия напряжения вдали от токоведущих частей считается работа, при которой исключено случайное приближение работающих людей и используемых ими ремонтной оснастки и инструмента к токоведущим частям на опасное расстояние и не требуется принятия технических и организационных мер для предотвращения такого приближения.

К такому виду работ относятся:

а) протирка пультов и шкафов управления с наружной стороны,

б) протирка электродвигателей станка,

в) измерение частоты вращения двигателей тахометром.

Работу по наладке электрооборудования станков должны выполнять не менее чем два лица, старший из которых - производитель работ - должен иметь квалификационную группу не ниже третьей, а второй - член бригады - не ниже второй.

Наладочные работы производят по устному или письменному распоряжению ответственного руководителя работ (начальника электролаборатории, механика, мастера эксплуатации или старшего электромонтера), который проверяет наличие у производителя удостоверения на право допуска к работам на электрооборудовании, дает задание на наладку и обеспечивает его технической документацией (принципиальной электрической схемой и спецификацией к ней).

Непосредственно перед допуском бригады к работе допускающий (дежурный электромонтер или ответственный руководитель работ) проверяет:

а) наличие у членов бригады удостоверений на право работы,

б) знание производителем работ «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и электрической схемы настраиваемого оборудования,

в) обеспечение безопасного производства работ на рабочем месте.

Перед началом работы производитель работ подготавливает рабочее место: выключатель пульта управления станком устанавливает в положение «Отключено» и вывешивает плакат «Не включать - работают люди», осматривает техническое состояние пульта, шкафа с электрооборудованием: подготавливает защитные средства коврики, диэлектрические перчатки, монтерский инструмент), подготавливает электроизмерительные и другие приборы, необходимые при наладке.

После проведения подготовительных работ производитель разрешает бригаде приступить к работе. Во время наладки электрооборудования бригаде разрешается выполнять следующие работы:

а) проверку правильности выполнения монтажа,

б) включение и отключение оборудования,

в) манипуляции органами управления (кнопками, переключателями, командоаппаратами на станке и щите управления,

г) выявление дефектов оборудования путем его осмотра,

д) замену дефектных мест монтажа вторичной коммутации и силовой схемы,

е) замену дефектного оборудования,

ж) измерение параметров схемы переносными измерительными приборами,

з) испытание электрооборудования станка повышенным напряжением,

и) измерение сопротивления изоляции катушек аппаратов и обмоток электрических машин мегомметром,

к) испытание электрооборудования станка при холостом ходе и под нагрузкой.

Проверку дефектов монтажной схемы разрешается проводить только на полностью отключенном оборудовании. Осмотр электрооборудования с целью выявления его дефектов можно производить без снятия напряжения производителем работ через открытую дверь в присутствии второго лица из состава бригады.

Замену вышедших из строя аппаратов проводят при полном снятии напряжения, при этом на ручке вводного автомата или рубильника должен быть вывешен плакат «Не включать - работают люди».

При подаче напряжения на отдельные участки схемы по временным перемычкам должны быть обеспечены условия безопасной работы для остальных членов бригады, занятых на наладке аппаратуры, установленной на станке или в другом шкафу. При подаче напряжения на всю схему необходимо поставить ограждения в местах, доступных для проникновения посторонних лиц и вывесить плакат «Стой! Опасно для жизни!».

При замене предохранителей, измерениях переносными приборами и мегомметром необходимо пользоваться защитными средствами. Перед использованием в работе защитных средств необходимо убедиться в том, что срок пользования ими не истек (для диэлектрических перчаток он составляет 6 месяцев, для диэлектрических ковриков 2 года, для монтерского инструмента с изолированными ручками 1 год. Одновременно необходимо убедиться в механической целостности диэлектрических перчаток. При обнаружении прорывов и других механических повреждений пользоваться защитными средствами запрещается.

С точки зрения возможного травматизма, наиболее ответственными и опасными являются испытания работы станка вхолостую и под нагрузкой, так как в процессе ремонта или наладки могут быть не выявлены и не устранены некоторые дефекты оборудования, влияющие на безопасность работы на станке. Поэтому проверку работы станка вхолостую и под нагрузкой необходимо проводить с большой осторожностью.

Перед проверкой работы станка удаляют с него посторонние предметы, совместно с механиком убеждаются в правильной работе кинематической схемы, проверяют крепление всех аппаратов, электрических машин, состояние и работу предохранительных и блокировочных устройств, действие остановочных, пусковых и реверсирующих устройств, переключающих рукояток фрикционных муфт, путевых выключателей.

Перед пуском станка четко уясняют последовательность операции включения и отключения главного привода и приводов подач, убеждаются в правильном подключении электродвигателей их направление вращения должно соответствовать требованиям паспорта.

Первоначальное опробование станкапод нагрузкой нужно производить на самых низких оборотах и при самых легких режимах с постепенным увеличением загрузки станка. При испытании станка под нагрузкой следует строго руководствоваться правилами техники безопасности, относящимися к выполняемой на нем работе и вытекающими из его конструктивных особенностей. [7],.[11].

Примечание: в этом разделе необходимо указать все мероприятия по обеспечению безопасных условий эксплуатации, наладки и ремонта изучаемого электрооборудования.

Заключение

Примечание: в этом разделе необходимо подвести итоги работы над курсовым проектом. Указать все вопросы, которые были рассмотрены в курсовом проекте. Указать тип и номинальные параметры выбранного двигателя; аппаратуры защиты, управления, проводов; параметры добавочного сопротивления; параметры однофазного понижающего трансформатора.

Список литературы

1 Акимова Н.А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 296с.

2 Алиев И. И. Электротехнический справочник. – 4-е изд., испр. – М.: ИП РадиоСофт, 2005. – 384 с.: ил.

3 Дьяков В. И. Типовые расчеты по электрооборудованию: Практ. пособие – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2000.

4 Кисаримов Р.А. Электропривод: справочник, - М.: ИП РадиоСофт, 2008. – 352с.:ил.

5 Москаленко В. В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования – М.: Мастерство: Высшая школа, 2005. – 368с.

6 Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятия. В 2 кн. Кн.2: учебник для нач.проф.образования. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. _ 256 с.

7 Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А. Г. Касиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985.

8 Техническая документация на электрооборудование металлорежущего станка модели.

9 Электрооборудование промышленных предприятий и установок / Е. Н. Зимин, В. И. Преображенский, И. И. Чувашов: Учебник для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1981.

10 Зюзин А. Ф., Поконов Н. З., Антонов М. В. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок: Учеб. Для учащихся Эл. Технич. Спец. Техникумов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 415 с.: ил.

11 Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.- М.: Минэнерго РФ, 2003

12 Правила устройства, эксплуатации и безопасность электроустановок. – Нормативно-технический сборник. – Барнаул, 2004.- 840с.

13 ГОСТ 12.2.003-91 Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

14 ГОСТ 12.2.009-99 Станки металлообрабатывающие.

Приложение А. Расчет и выбор мощности двигателя главного движения фрезерного станка

2.1.1 Определение скорости резания, м/мин

J = ,

где С - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, типа фрезы и вида обработки;

D – диаметр фрезы, мм;

Z – число зубьев фрезы;

В – ширина фрезерования, мм;

m, x, y, n, p, q - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, фрезы и вида обработки;

Дата добавления: 2014-12-27