Введення
Кранове електрообладнання є одним з основних засобів комплексної механізації всіх галузей народного господарства. Переважна більшість вантажопідйомних машин виготовлених вітчизняною промисловістю, має привід основних робочих механізмів, і тому дії цих машин в значній мірі залежить від якісних показників використовуваного кранового обладнання.
Переміщення вантажів, пов'язане з вантажопідйомними операціями, у всіх галузях народного господарства, на транспорті і в будівництві здійснюється різноманітними вантажопідйомними машинами.
Особливі умови використання електроприводу у вантажопідйомних машинах стали основою для створення спеціальних серій електричних двигунів і апаратів кранового виконання. В даний час кранове електрообладнання має у своєму складі серії кранових електродвигунів змінного і постійного струму, серії силових і магнітних контролерів, командоконтролерів, кнопкових постів, кінцевих вимикачів, гальмових електромагнітів і електрогідравлічних штовхачів, пускотормозних резисторів і ряд інших апаратів, комплектуючих різні кранові електроприводи.
У крановій електроприводі почали досить широко застосовувати різні системи тиристорного регулювання та дистанційного керування по радіо каналу або одному дроту.
Розвиток машинобудування, що займаються виробництвом вантажопідіймальних машин, є важливим напрямом розвитку народного господарства країни. Однією з головних особливостей "Азовмаша" є здатність швидко реагувати на зміни маркетингової ситуації і також швидко трансформувати виробництво на випуск
нової продукції, що задовольняє індивідуальним вимогам своїх постійних і нових замовників.
Це дозволило підприємству в найкоротші терміни освоїти виробництво залізничних цистерн нового покоління, сучасних критих вагонів і вагонів-хоперів, великовантажних контейнерів-цистерн, автоцистерн для зріджених газів, газозаправних комплексів, потужних мостових перевантажувачів і портальних кранів, устаткування для атомних електростанцій, рам і колон для вітроенергетичних установок, корпусів бронетехніки і багатьох інших видів виробів.
Близько 500 одиниць ковальсько-пресового обладнання дозволяє виробляти холодно і горячештампованние заготовки і деталі в широкій номенклатурі.
Підприємство виробляє товари побутового призначення - опалювальну і проточну водонагрівальну техніку, газові та електроплити, котли на газі і твердому паливі, вироби з пластмас, труби і з'єднувальні елементи трубопроводів.
1.Загальна частина
1.1 Технологічний процес цеху
Один з найстаріших цехів «Азовмаша» це - ковальсько-пресове, де створюються дрібні, але найнеобхідніші в вагонобудуванні деталі: поручні, важелі, підвіски ... Словом, вся технічна «начинка», без якої вагони залишалися б просто нерухомими. Тому, наскільки важлива на заводі професія коваля-штампувальника, що забезпечує одну з основних ліній виробництва, пояснювати нікому не потрібно.
Виробничий процес виготовлення поковок складається з ряду послідовно виконуваних робіт: технологічних, контрольних, транспортних. Основними з технологічних робіт є наступні: підготовка злитків або заготовок під кування, нагрівання заготовок або злитків перед ковкою, сама кування, охолодження або термічна обробка готових поковок, очищення поковок від окалини та контроль якості поковок.
У ковальському цеху, обладнаних молотами для виготовлення дрібних і середніх поковок, використовують в основному сортовий прокат і рідше злитки невеликої маси. Зі складу металу прокат надходить у заготівельне відділення, в якому в залежності від розміру перерізу матеріалу проводиться разрубки, ломка або відрізка обжатого чи пруткового катаного матеріалу на мірні заготівлі. При використанні в якості заготовок злитків, останні піддають ремонту - видалення поверхневих дефектів або повної обдиранні поверхні. Мірні заготівлі та підготовлені зливки направляють із заготівельного відділення до нагрівальних печей. Нагрівальні печі в ковальських і ковальсько-пресових цехах розташовані звичайно поруч з молотами або пресами в одну лінію.
У залежності від марки сталі, маси та форми поковок останні охолоджують на підлозі цеху або в тарі, в термостатах, в неопалюваних і опалювальних колодязях або ж у гарячому стані подають в термічне відділення для первинної теплової обробки. Після термообробки проводять очищення поверхні поковок від окалини та контроль якості поковок.
Підйомно-транспортне обладнання забезпечує зв'язок між ділянками або відділеннями цеху, здійснюючи роботи по підвезенню, перенесенні, завантаженні, підйому і передачі заготовок і поковок до сусіднього ділянки або агрегату, а також видалення готової продукції і відходів з виробничої дільниці.
1.2 Технічна характеристика, пристрій і режим роботи
Електричні підйомні крани - це пристрої служать для вертикального і горизонтального переміщення вантажів. Рухома металева конструкція з розташованою на ній підйомної лебідкою є основними елементами підйомного крана. Механізм підйомної лебідки приводиться в дію електричним двигуном.
Підйомний кран являє собою вантажопідйомну машину циклічної дії, призначену для підйому і переміщення вантажу, утримуваного вантажозахватних пристроєм (гак). Він є найбільш поширеною вантажопідйомної машиною, що має вельми різноманітне конструктивне виконання і призначення.
Мостовий кран, загальний вигляд мостового крана представлений на листі 1 графічного проекту, представляє собою міст 1, яка переміщується по кранових коліях 2 на ходових колесах 3, які встановлені на кінцевих балках 4. Шляхи укладаються на підкранові балки, які спираються на виступи верхньої частини колони цеху 5. Механізм пересування крана 6 встановлений на мосту крана. Управління всіма механізмами відбувається з кабіни 7 прикріпленою до мосту крана. Живлення електродвигунів 8 здійснюється за цеховим тролеїв. Для підведення електроенергії застосовують струмозніманні 9 ковзного типу, прикріплені до металоконструкції крана 10. У сучасних конструкціях мостових кранів струмопровід здійснюється за допомогою гнучкого кабелю 11. Привід ходових коліс візка 12 здійснюється від електродвигуна 13 через редуктор 14 і трансмісійний вал 15.
Будь-який сучасний вантажопідйомний кран відповідно до требованіямібезопасності, може мати для кожного робочого руху в трьох площинах, такі самостійні механізми: механізм підйому - опускання вантажу, механізм пересування крана в горизонтальній площині і механізми обслуговування зони роботи крана (пересування візка).
Вантажопідйомні машини виготовляють для різних умов використання за ступенем завантаження, часу роботи, інтенсивності ведення операцій, ступеня відповідальності вантажопідйомних операцій і кліматичних факторів експлуатації. Ці умови забезпечуються основними параметрами вантажопідіймальних машин. До основних параметрів механізму підйому відносяться: вантажопідйомність, швидкість підйому гака, режим роботи, висота підйому вантажозахоплювального пристрою.
Номінальна вантажопідйомність - маса номінального вантажу на гаку або захопно пристрої, що піднімається вантажопідйомної машиною.
Швидкість підйому гака вибирають в залежності від вимог технологічного процесу, в якому бере участь дана вантажопідйомна машина, характеру роботи, типу машини і її продуктивності.
Режим роботи вантажопідіймальних машин ціклічен. Цикл складається з переміщення вантажу по заданій траєкторії і повернення у вихідне положення для нового циклу. Режим роботи ПК.
Таблиця 1.1 - Технічні характеристики мостового крана в умовах кузнечопресового цеху заводу ВАТ «Азовмаш»
1.3 Технологічні вимоги, які пред'являються до приводу
В даний час до електроприводу механізмів крана складаються на основі конкретного технологічного процесу цеху, умов та режиму роботи крана.
У той же час технологічні вимоги визначають правильний вибір системи електропривода механізмів крана.
Електрообладнання кранових механізмів має відповідати як загальним, так і спеціальним технологічним вимогам. До загальних вимог належать:
- Надійність;
- Безперервність;
- Економічність;
- Безпека експлуатації;
До спеціальних вимог належать:
- Діапазон і плавність регулювання кутової швидкості електродвигуна;
- Прискорення і уповільнення транспортованого вантажу без розгойдування в мінімально можливий час;
- Забезпечення необхідної жорсткості механічних характеристик приводу;
- Великі пускові моменти при рушанні з місця;
- Велика частота включень на годину;
- Точність установки;
- Реверсування двигуна;
- На перших положеннях підйому двигун повинен розвивати такий пусковий момент, щоб виключалася можливість спуску номінального вантажу при напрузі живильної мережі 90% номінального і в той же час бажана мінімальна швидкість становила при найменшому навантаженню не більше 30% номінального значення;
- Система електричного гальмування повинна мати необхідний запас, який забезпечує надійне уповільнення вантажу, рівного 125% номінального, при напрузі живильної мережі 90% номінального;
- Рух вантажу повинне відбуватися тільки в напрямку, що встановлюється командоаппаратом, навіть при несправності в схемі, в останньому випадку вантаж може залишатися нерухомим.
2. Спеціальна частина
2.1 Обгрунтування і вибір системи електропривода
В даний час для механізмів металургійних підприємств застосовуються такі основні системи електропривода:
- Мережа змінного струму - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором з контроллерной, релейно-контакторною або безконтактної схемою управління.
- Тиристорної або машинний перетворювач частоти - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.
- Мережа змінного струму - асинхронний двигун з фазним ротором з контроллерной, релейно-контакторною або безконтактної схемою управління.
Безконтактна схема управління може одночасно використовуватися у колі статора і ротора, а також тільки в ланцюзі ротора чи статора.
- Джерело постійного струму (ІП) - двигун постійного струму (паралельного (незалежного), змішаного або послідовного збудження) з контроллерной або релейно-контакторною схемою управління.
- Тиристорний перетворювач (ТП) - двигун постійного струму відповідно системи МУ-Д, УРВ-Д, ТП-Д.
- Мережа змінного струму - синхронний двигун з електронним або тиристорним збудником і ручним або автоматичними регулюваннями.
Відповідно до технологічних вимог пред'являються до електроприводу вибираємо систему - мережа змінного струму - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором з контроллерной, релейно-контакторною схемою управління зі ступінчастим регулюванням швидкості і динамічним гальмуванням.
2.2 Розрахунок потужності, вибір двигуна по каталогу і його перевірка
на нагрів
Метою розрахунку є вибір приводного електродвигуна за довідником і перевірка його по перевантажувальної здатності і за умовами здійсненності пуску механізму підйому мостового крану.
Вихідними даними є технічні характеристики мостового крана з таблиці 1.1 пункту 1.2
Розрахуємо максимальне статичне потужність електродвигуна, не для підйому номінального вантажу за такою формулою:
де m т - маса вантажу, що піднімається, т;
m о - маса вантажозахоплювального пристрою, т;
V п - швидкість підйому, м / с;
ή н - коефіцієнт корисної дії механізму;
Розраховуємо попередню потужність електродвигуна і вибір його за каталогом.
Попередня потужність електродвигуна:
P 'перед. = К ∙ Р з (2.2)
де К - коефіцієнт, що враховує циклічність роботи механізму = 0,8
P 'перед. = 0,8 ∙ 34,54 = 27,632 кВт (2.2)
Орієнтовна тривалість включення:
де К i - кількість операцій на протязі одного циклу До i = 4;
t p - час однієї операції (підйому або спуску), с;
t ц - час циклу, с;
де H - висота підйому, м;
де N c - кількість циклів за годину;
t ц =
t p =
Знаходимо остаточно попередню потужність електродвигуна при каталожної тривалості включення. Електродвигуна, призначеного для роботи в повторно-короткочасному режимі, випускають з ПВ кат. = 15: 25: 40; 60;
Р перед. = Р 'перед. ∙
Частотою обертання η н об / хв електродвигуна задаємося за каталогом. За значеннями Р перед Господнім лицем. Η н по каталогу вибираємо двигун типу MTF, MTH або HMT дотримуючись умова, що номінальна потужність повинна бути рівна або трохи більше (до 20%) попередньої Р перед., Тобто Р H ≥ Р перед.
Згідно з умовою викладеного вище вибираємо електродвигун по каталогу типу МТН512-8, паспортні дані якого занесені в таблицю 2.1
Таблиця 2.1 - Технічні дані асинхронного електродвигуна з
фазним ротором типу МТН512-8
Розраховуємо номінальний момент двигуна.
де Р н - потужність вибраного двигуна по каталогу, кВт;
ω н - кутова швидкість обертання обраного двигуна, рад / с;
Маючи значення частоти обертання η н об / хв вважаємо кутову швидкість за формулою:
Розраховуємо навантажувальну діаграму приводу.
Навантажувальна діаграма електродвигуна будується на підставі рівняння руху електроприводу М = М с + М дин.
Як видно з наведеного рівняння, для побудови навантажувальної діаграми електродвигуна М = ƒ (t) необхідно мати графік зміни в часі наведених статичних моментів М з = ƒ (t), тобто навантажувальну діаграму механізму підйому мостового крану і графік зміни в часі динамічного моменту
Алгебраїчна сума статичних і динамічних моментів дає графік зміни сумарного моменту на валу електродвигуна, тобто навантажувальну діаграму електродвигуна.
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при підйомі номінального вантажу:
де m р - маса вантажу, т;
m o - маса вантажозахоплювального пристрою, т;
D б - діаметр барабана, м;
η н - коефіцієнт корисної дії механізму;
i - передавальне відношення редуктора та поліспаста.
де ω н - кутова швидкість обертання електродвигуна, рад / с;
V п - швидкість підйому, м / с;
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при гальмівному спуску номінального вантажу:
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при підйомі порожнього вантажозахоплювального пристрою:
де η о - коефіцієнт корисної дії механізму при даному навантаженні. Визначається по кривих η о = ƒ (До 3), η про = 0,1
Коефіцієнт навантаження визначається за формулою: Кранове електрообладнання є одним з основних засобів комплексної механізації всіх галузей народного господарства. Переважна більшість вантажопідйомних машин виготовлених вітчизняною промисловістю, має привід основних робочих механізмів, і тому дії цих машин в значній мірі залежить від якісних показників використовуваного кранового обладнання.
Переміщення вантажів, пов'язане з вантажопідйомними операціями, у всіх галузях народного господарства, на транспорті і в будівництві здійснюється різноманітними вантажопідйомними машинами.
Особливі умови використання електроприводу у вантажопідйомних машинах стали основою для створення спеціальних серій електричних двигунів і апаратів кранового виконання. В даний час кранове електрообладнання має у своєму складі серії кранових електродвигунів змінного і постійного струму, серії силових і магнітних контролерів, командоконтролерів, кнопкових постів, кінцевих вимикачів, гальмових електромагнітів і електрогідравлічних штовхачів, пускотормозних резисторів і ряд інших апаратів, комплектуючих різні кранові електроприводи.
У крановій електроприводі почали досить широко застосовувати різні системи тиристорного регулювання та дистанційного керування по радіо каналу або одному дроту.
Розвиток машинобудування, що займаються виробництвом вантажопідіймальних машин, є важливим напрямом розвитку народного господарства країни. Однією з головних особливостей "Азовмаша" є здатність швидко реагувати на зміни маркетингової ситуації і також швидко трансформувати виробництво на випуск
нової продукції, що задовольняє індивідуальним вимогам своїх постійних і нових замовників.
Це дозволило підприємству в найкоротші терміни освоїти виробництво залізничних цистерн нового покоління, сучасних критих вагонів і вагонів-хоперів, великовантажних контейнерів-цистерн, автоцистерн для зріджених газів, газозаправних комплексів, потужних мостових перевантажувачів і портальних кранів, устаткування для атомних електростанцій, рам і колон для вітроенергетичних установок, корпусів бронетехніки і багатьох інших видів виробів.
Близько 500 одиниць ковальсько-пресового обладнання дозволяє виробляти холодно і горячештампованние заготовки і деталі в широкій номенклатурі.
Підприємство виробляє товари побутового призначення - опалювальну і проточну водонагрівальну техніку, газові та електроплити, котли на газі і твердому паливі, вироби з пластмас, труби і з'єднувальні елементи трубопроводів.
1.Загальна частина
1.1 Технологічний процес цеху
Один з найстаріших цехів «Азовмаша» це - ковальсько-пресове, де створюються дрібні, але найнеобхідніші в вагонобудуванні деталі: поручні, важелі, підвіски ... Словом, вся технічна «начинка», без якої вагони залишалися б просто нерухомими. Тому, наскільки важлива на заводі професія коваля-штампувальника, що забезпечує одну з основних ліній виробництва, пояснювати нікому не потрібно.
Виробничий процес виготовлення поковок складається з ряду послідовно виконуваних робіт: технологічних, контрольних, транспортних. Основними з технологічних робіт є наступні: підготовка злитків або заготовок під кування, нагрівання заготовок або злитків перед ковкою, сама кування, охолодження або термічна обробка готових поковок, очищення поковок від окалини та контроль якості поковок.
У ковальському цеху, обладнаних молотами для виготовлення дрібних і середніх поковок, використовують в основному сортовий прокат і рідше злитки невеликої маси. Зі складу металу прокат надходить у заготівельне відділення, в якому в залежності від розміру перерізу матеріалу проводиться разрубки, ломка або відрізка обжатого чи пруткового катаного матеріалу на мірні заготівлі. При використанні в якості заготовок злитків, останні піддають ремонту - видалення поверхневих дефектів або повної обдиранні поверхні. Мірні заготівлі та підготовлені зливки направляють із заготівельного відділення до нагрівальних печей. Нагрівальні печі в ковальських і ковальсько-пресових цехах розташовані звичайно поруч з молотами або пресами в одну лінію.
У залежності від марки сталі, маси та форми поковок останні охолоджують на підлозі цеху або в тарі, в термостатах, в неопалюваних і опалювальних колодязях або ж у гарячому стані подають в термічне відділення для первинної теплової обробки. Після термообробки проводять очищення поверхні поковок від окалини та контроль якості поковок.
Підйомно-транспортне обладнання забезпечує зв'язок між ділянками або відділеннями цеху, здійснюючи роботи по підвезенню, перенесенні, завантаженні, підйому і передачі заготовок і поковок до сусіднього ділянки або агрегату, а також видалення готової продукції і відходів з виробничої дільниці.
1.2 Технічна характеристика, пристрій і режим роботи
Електричні підйомні крани - це пристрої служать для вертикального і горизонтального переміщення вантажів. Рухома металева конструкція з розташованою на ній підйомної лебідкою є основними елементами підйомного крана. Механізм підйомної лебідки приводиться в дію електричним двигуном.
Підйомний кран являє собою вантажопідйомну машину циклічної дії, призначену для підйому і переміщення вантажу, утримуваного вантажозахватних пристроєм (гак). Він є найбільш поширеною вантажопідйомної машиною, що має вельми різноманітне конструктивне виконання і призначення.
Мостовий кран, загальний вигляд мостового крана представлений на листі 1 графічного проекту, представляє собою міст 1, яка переміщується по кранових коліях 2 на ходових колесах 3, які встановлені на кінцевих балках 4. Шляхи укладаються на підкранові балки, які спираються на виступи верхньої частини колони цеху 5. Механізм пересування крана 6 встановлений на мосту крана. Управління всіма механізмами відбувається з кабіни 7 прикріпленою до мосту крана. Живлення електродвигунів 8 здійснюється за цеховим тролеїв. Для підведення електроенергії застосовують струмозніманні 9 ковзного типу, прикріплені до металоконструкції крана 10. У сучасних конструкціях мостових кранів струмопровід здійснюється за допомогою гнучкого кабелю 11. Привід ходових коліс візка 12 здійснюється від електродвигуна 13 через редуктор 14 і трансмісійний вал 15.
Будь-який сучасний вантажопідйомний кран відповідно до требованіямібезопасності, може мати для кожного робочого руху в трьох площинах, такі самостійні механізми: механізм підйому - опускання вантажу, механізм пересування крана в горизонтальній площині і механізми обслуговування зони роботи крана (пересування візка).
Вантажопідйомні машини виготовляють для різних умов використання за ступенем завантаження, часу роботи, інтенсивності ведення операцій, ступеня відповідальності вантажопідйомних операцій і кліматичних факторів експлуатації. Ці умови забезпечуються основними параметрами вантажопідіймальних машин. До основних параметрів механізму підйому відносяться: вантажопідйомність, швидкість підйому гака, режим роботи, висота підйому вантажозахоплювального пристрою.
Номінальна вантажопідйомність - маса номінального вантажу на гаку або захопно пристрої, що піднімається вантажопідйомної машиною.
Швидкість підйому гака вибирають в залежності від вимог технологічного процесу, в якому бере участь дана вантажопідйомна машина, характеру роботи, типу машини і її продуктивності.
Режим роботи вантажопідіймальних машин ціклічен. Цикл складається з переміщення вантажу по заданій траєкторії і повернення у вихідне положення для нового циклу. Режим роботи ПК.
Таблиця 1.1 - Технічні характеристики мостового крана в умовах кузнечопресового цеху заводу ВАТ «Азовмаш»
| Найменування | Значення | Од.виміру. |
| Вантажопідйомність головного гака | 15 | т |
| Висота підйому головного гака | 10 | м |
| Вага головного гака | 0,7 | т |
| Діаметр барабана лебідки головного гака | 510 | мм |
| Швидкість підйому | 0,18 | м / с |
| ККД механізму | 0,8 | - |
| Довжина приміщення цеху | 50 | м |
| Ширина приміщення цеху | 30 | м |
| Режим роботи крана середній | ПК | - |
| Число циклів у годину | 9 | - |
В даний час до електроприводу механізмів крана складаються на основі конкретного технологічного процесу цеху, умов та режиму роботи крана.
У той же час технологічні вимоги визначають правильний вибір системи електропривода механізмів крана.
Електрообладнання кранових механізмів має відповідати як загальним, так і спеціальним технологічним вимогам. До загальних вимог належать:
- Надійність;
- Безперервність;
- Економічність;
- Безпека експлуатації;
До спеціальних вимог належать:
- Діапазон і плавність регулювання кутової швидкості електродвигуна;
- Прискорення і уповільнення транспортованого вантажу без розгойдування в мінімально можливий час;
- Забезпечення необхідної жорсткості механічних характеристик приводу;
- Великі пускові моменти при рушанні з місця;
- Велика частота включень на годину;
- Точність установки;
- Реверсування двигуна;
- На перших положеннях підйому двигун повинен розвивати такий пусковий момент, щоб виключалася можливість спуску номінального вантажу при напрузі живильної мережі 90% номінального і в той же час бажана мінімальна швидкість становила при найменшому навантаженню не більше 30% номінального значення;
- Система електричного гальмування повинна мати необхідний запас, який забезпечує надійне уповільнення вантажу, рівного 125% номінального, при напрузі живильної мережі 90% номінального;
- Рух вантажу повинне відбуватися тільки в напрямку, що встановлюється командоаппаратом, навіть при несправності в схемі, в останньому випадку вантаж може залишатися нерухомим.
2. Спеціальна частина
2.1 Обгрунтування і вибір системи електропривода
В даний час для механізмів металургійних підприємств застосовуються такі основні системи електропривода:
- Мережа змінного струму - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором з контроллерной, релейно-контакторною або безконтактної схемою управління.
- Тиристорної або машинний перетворювач частоти - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.
- Мережа змінного струму - асинхронний двигун з фазним ротором з контроллерной, релейно-контакторною або безконтактної схемою управління.
Безконтактна схема управління може одночасно використовуватися у колі статора і ротора, а також тільки в ланцюзі ротора чи статора.
- Джерело постійного струму (ІП) - двигун постійного струму (паралельного (незалежного), змішаного або послідовного збудження) з контроллерной або релейно-контакторною схемою управління.
- Тиристорний перетворювач (ТП) - двигун постійного струму відповідно системи МУ-Д, УРВ-Д, ТП-Д.
- Мережа змінного струму - синхронний двигун з електронним або тиристорним збудником і ручним або автоматичними регулюваннями.
Відповідно до технологічних вимог пред'являються до електроприводу вибираємо систему - мережа змінного струму - асинхронний двигун з короткозамкненим ротором з контроллерной, релейно-контакторною схемою управління зі ступінчастим регулюванням швидкості і динамічним гальмуванням.
2.2 Розрахунок потужності, вибір двигуна по каталогу і його перевірка
на нагрів
Метою розрахунку є вибір приводного електродвигуна за довідником і перевірка його по перевантажувальної здатності і за умовами здійсненності пуску механізму підйому мостового крану.
Вихідними даними є технічні характеристики мостового крана з таблиці 1.1 пункту 1.2
Розрахуємо максимальне статичне потужність електродвигуна, не для підйому номінального вантажу за такою формулою:
де m т - маса вантажу, що піднімається, т;
m о - маса вантажозахоплювального пристрою, т;
V п - швидкість підйому, м / с;
ή н - коефіцієнт корисної дії механізму;
Розраховуємо попередню потужність електродвигуна і вибір його за каталогом.
Попередня потужність електродвигуна:
P 'перед. = К ∙ Р з (2.2)
де К - коефіцієнт, що враховує циклічність роботи механізму = 0,8
P 'перед. = 0,8 ∙ 34,54 = 27,632 кВт (2.2)
Орієнтовна тривалість включення:
де К i - кількість операцій на протязі одного циклу До i = 4;
t p - час однієї операції (підйому або спуску), с;
t ц - час циклу, с;
де H - висота підйому, м;
де N c - кількість циклів за годину;
t ц =
t p =
Знаходимо остаточно попередню потужність електродвигуна при каталожної тривалості включення. Електродвигуна, призначеного для роботи в повторно-короткочасному режимі, випускають з ПВ кат. = 15: 25: 40; 60;
Р перед. = Р 'перед. ∙
Частотою обертання η н об / хв електродвигуна задаємося за каталогом. За значеннями Р перед Господнім лицем. Η н по каталогу вибираємо двигун типу MTF, MTH або HMT дотримуючись умова, що номінальна потужність повинна бути рівна або трохи більше (до 20%) попередньої Р перед., Тобто Р H ≥ Р перед.
Згідно з умовою викладеного вище вибираємо електродвигун по каталогу типу МТН512-8, паспортні дані якого занесені в таблицю 2.1
Таблиця 2.1 - Технічні дані асинхронного електродвигуна з
фазним ротором типу МТН512-8
| Тип електродвигуна | Р н кВт | η н об / хв | ω н рад / с | I c A | U c У | I рн А | U рн У | M max Hm | J дв кг ∙ м 2 | ПВ% | Ступінь захисту | |
| МТН 512-8 | 31 | 715 | 74,8 | 79 | 380 | 63 | 304 | 9,56 | 1370 | 1,42 | 60 |
де Р н - потужність вибраного двигуна по каталогу, кВт;
ω н - кутова швидкість обертання обраного двигуна, рад / с;
Маючи значення частоти обертання η н об / хв вважаємо кутову швидкість за формулою:
Розраховуємо навантажувальну діаграму приводу.
Навантажувальна діаграма електродвигуна будується на підставі рівняння руху електроприводу М = М с + М дин.
Як видно з наведеного рівняння, для побудови навантажувальної діаграми електродвигуна М = ƒ (t) необхідно мати графік зміни в часі наведених статичних моментів М з = ƒ (t), тобто навантажувальну діаграму механізму підйому мостового крану і графік зміни в часі динамічного моменту
Алгебраїчна сума статичних і динамічних моментів дає графік зміни сумарного моменту на валу електродвигуна, тобто навантажувальну діаграму електродвигуна.
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при підйомі номінального вантажу:
де m р - маса вантажу, т;
m o - маса вантажозахоплювального пристрою, т;
D б - діаметр барабана, м;
η н - коефіцієнт корисної дії механізму;
i - передавальне відношення редуктора та поліспаста.
де ω н - кутова швидкість обертання електродвигуна, рад / с;
V п - швидкість підйому, м / с;
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при гальмівному спуску номінального вантажу:
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при підйомі порожнього вантажозахоплювального пристрою:
де η о - коефіцієнт корисної дії механізму при даному навантаженні. Визначається по кривих η о = ƒ (До 3), η про = 0,1
Статичні моменти, приведені до валу електродвигуна при спуску порожнього вантажозахоплювального пристрою:
Значення М із може бути як позитивним, так і негативним. Для приводів, у яких момент інерції не залежить від кута повороту, приведеної до валу електродвигуна динамічний момент знаходиться з рівняння:
де
J е - приведений до валу електродвигуна еквівалентний момент інерції системи при роботі з вантажем і без вантажу, тобто J ег і J ЕО
Визначаємо приведений до валу електродвигуна еквівалентний момент інерції системи при роботі з вантажем:
де К = 1,15 - коефіцієнт, що враховує наближено момент інерції редуктора і барабана;
J дв - момент інерції електродвигуна (за каталогом), кгм 2;
J ш - момент інерції гальмівного шківа, кгм 2;
J м - момент інерції муфти і швидкохідного валу редуктора, кгм 2;
У ряді випадків J ш і J м визначають наближено в частках від моменту інерції ротора електродвигуна:
J ш = 0,3 ∙ J дв, (2.18)
J ш = 0,3 ∙ 1,42 = 0,42 кгм 2 (2.18)
J м = 0,15 ∙ J дв, (2.19)
J м = 0,15 ∙ 1,42 = 0,21 кгм 2 (2.19)
J п.д.г. - момент інерції поступально-рухомих елементів інерції, приведений до валу електродвигуна
де V п - швидкість підйому, м / с;
ω н - кутова швидкість обертання електродвигуна, рад / с;
Визначаємо приведений до валу електродвигуна еквівалентний момент інерції системи при роботі без вантажу:
де J п.д.о. - момент інерції поступально-рухомих елементів системи без урахування ваги вантажу, приведений до валу електродвигуна;
Визначаємо допустимий прискорення електродвигуна:
де а доп - максимально допустимий лінійне прискорення вантажу, м / с 2;
Зазвичай а доп = а ср = (0,1 ÷ 0,3) м / с 2, отже беремо а доп = 0,2 м / с 2;
Динамічний момент системи при підйомі вантажу:
Розрахунок середнього пускового моменту двигуна.
Знаючи величину статичних та динамічних моментів, можна визначити середній пусковий момент, що розвивається електродвигуном при підйомі вантажу за формулою:
М ср.п. = М пг + М дин, (2.26)
М ср.п. = 464 + 202,4 = 666,4 Нм (2.26)
Зазвичай М ср.п неповинно перевищувати (1,7 ÷ 2) ∙ N н
Визначення часу розгону при підйомі вантажу:
де ω кін і ω поч - відповідно кінцеве та початкове значення кутової швидкості, ω кон = ω н, ω поч = 0, рад / с;
Середній час пуску для механізму підйому зазвичай знаходиться від 1 до 5 с;
Визначення часу розгону при гальмівному спуску.
Двигун працює в режимі електронного гальма (гальмівний спуск) і вантаж прискорюється під дією власної ваги, тобто розгін системи відбувається під дією моменту, рівного М сг і визначається за формулою:
Визначення часу розгону при підйомі вантажозахоплювального пристрою:
де М 'УРП = (1,15 ÷ 1,25) ∙ М н
М н - середній пусковий момент при підйомі і опусканні
вантажозахоплювального пристрою.
М 'УРП = 1,2 ∙ 414,4 = 497,28 Нм (2.30)
Визначення часу розгону при спуску вантажозахоплювального пристрою:
Визначення часу гальмування.
Схеми керування електродвигунами механізмів підйому передбачають екстрене накладення механічних гальм при відключенні статора електродвигуна від мережі, тобто при установці силового або командоконтроллера в нульове положення.
У зв'язку з цим для механізмів підйому електричне гальмування електродвигуна можна не враховувати.
Час гальмування для різних режимів визначається з урахуванням моменту, що розвивається тільки механічним гальмом.
Момент гальма М т визначається максимальним статичним моментом М с.макс, наведеним до гальмівного валу (звичайно це вал електродвигуна) і коефіцієнт запасу К т
М т = К т ∙ До с.макс. (2.33)
де М с.макс. - максимальний статичний момент на гальмівному валу
М с.макс = М сг Нм;
До т - коефіцієнт запасу.
За правилами Держгіртехнагляду коефіцієнт має наступні значення:
- Для легкого режиму роботи = 1,5;
- Для середнього режиму роботи = 1,75;
- Для важкого режиму роботи = 2;
- Для вельми важкого режиму роботи = 2,5;
При цьому механізми підйому кранів, що транспортують рідкий метал, отруйні та вибухові речовини, повинні мати два гальма. Коефіцієнт запасу кожного з них має бути не менше 1,25.
М т = 1,75 ∙ 297,8 = 521,15 Нм (2.34)
За розрахованим значенням М т вибираємо гальмо з номінальним гальмівним моментом рівним або дещо більше, ніж М т, тобто М нт ≥ М т.
Час гальмування при підйомі вантажу:
Час гальмування при спуску вантажу:
Час гальмування при підйомі вантажозахоплювального пристрою:
Час гальмування при спуску вантажозахоплювального пристрою:
де ω поч - швидкість, з якою починається режим гальмування;
ω кон - швидкість, при якій закінчується режим гальмування.
Шляхи, пройдені вантажем або вантажозахватних пристроєм під час пусків і гальмувань:
- При підйомі вантажу:
де V п - швидкість підйому вантажу, м / с;
t р.пг - час розгону при підйомі вантажу, с;
t. т.пг - час гальмування при підйомі вантажу, с;
- При спуску вантажу:
- При підйомі вантажозахоплювального пристрою:
- При спуску вантажозахоплювального пристрою:
Шляхи, пройдені вантажем або вантажозахватних пристроєм з усталеною швидкістю:
- При підйомі вантажу
S у.пг = H - S р.пг. - S т.пг., (2.47)
S у.пг = 10 - 0,081 - 0,019 =
- При спуску вантажу
S у.сг = H - S р.сг. - S т.сг., (2.48)
S у.сг = 10 - 0,054 - 0,072 = 9,87 4м (2.48)
- При підйомі вантажозахоплювального пристрою
S у.по = H - S р.по. - S т.по., (2.49)
S у.по = 10 - 0,0234 - 0,030 =
- При спуску вантажозахоплювального пристрою
S у.со = H - S р.со. - S т.со., (2.50)
S у.со = 10 - 0,0324 -0,029 =
Час роботи з усталеною швидкістю і час паузи:
- При підйомі вантажу
- При спуску вантажу
- При підйомі вантажозахоплювального пристрою
- При спуску вантажозахоплювального пристрою
Час паузи:
де t п - час циклу, с;
Будуємо швидкісну і навантажувальну діаграму електропривода (рисунок 1)
Перевіряємо попередньо обраного двигуна за умовою нагріву і перевантажувальної здатності.
Фактична тривалість включення
Розрахунковий еквівалентний момент:
Еквівалентний момент, відповідає тривалості включення обраного електродвигуна.
Якщо еквівалентний момент дорівнює або трохи менше номінального, то вибраний електродвигун проходить по нагріванню, тобто
М е ≤ М н (2.60)
280,1 ≤ 414,4 (2.60)
Як видно з рівняння вибраний електродвигун проходить по нагріванню.
Перевірку на перевантажувальну здатність виробляємо за умовою:
1,3 ∙ М макс.нагр ≤ (0,8 ÷ 0,85) ∙ М макс.дв (2.61)
де М макс.нагр - максимальний момент з навантажувальної діаграми;
М макс.дв - максимальний момент електродвигуна;
У даному випадку:
1,3 ∙ 666,4 ≤ 0,825 ∙ 1370 (2.61)
866,32 ≤ 1130,25 (2.61)
Як видно з умови вибраний електродвигун проходить по перевантажувальної здатності.
2.3 Розробка принципової схеми електроприводу та опис
її роботи
Схема з магнітним контролером і динамічним гальмуванням, контролер типу ТСД.
При підйомі вантажу регулювання швидкості електродвигуна виробляється зміною опору резисторів у ланцюзі обмотки ротора за допомогою контакторів прискорення К6 - К9. При спуску вантажу регулювання проводиться за допомогою тих же резисторів але в режимі динамічного гальмування. При підйомі та спуску передбачається автоматичний розгін під контролем реле часу (прискорення) КТ2, КТ3 і КТ4. Контроль розгону при підйомі здійснюється реле КТ2 і КТ3, починаючи з 3 положення. Реле КТ4 при цьому не працює так як в ланцюг його котушки включені замикаючі контакти К2.
Режим динамічного гальмування здійснюється на всіх положеннях спуску, крім останнього, на якому електродвигун живиться від мережі з невимкненими ступенями резисторів роторної ланцюга. На першому положенні спуску всі щаблі резисторів, крім невиключаемого, виведені з ланцюга ротора включеними контакторами прискорення К7, К8, К9.
На положеннях спуску 2 і 3 для збільшення швидкості в ланцюг ротора вводяться щаблі резисторів (відключаються контактори К8 і К9 - на другій позиції і К7 - на третьому положенні). При переході з третього на четверте положення спуску включається контактор К6 і під контролем реле прискорення КТ2 - КТ4 - контактори К7 - К9.
Реверс у схемі виконується контакторами К1 і К2, динамічне гальмування - контактором К3, електрично сблокірованим з контакторами К1, К2, К5 і механічно з К5. Підживлення електродвигуна в режимі динамічного гальмування при положеннях спуску вантажу здійснюється від мережі через контактор К3 (включеного паралельно К5), дві фази електродвигуна, контакт контактора К3 (ланцюги включення випрямляча UZ), котушка реле контролю KV1, діод VD12, резистор R1.
У схемі передбачено і гальмування за допомогою механічного гальма з гальмівним електромагнітом YB.
Для підвищення надійності в ланцюзі котушки YB передбачений подвійний розрив, здійснюваний контактами контактора К4 і реле KV2. На панелі управління передбачений захист: нульова (мінімальної напруги) - реле KV2, максимального струму - реле KA, кінцева - вимикачі SQ1 і SQ2, від пробою вентилів - реле KV3.
2.4 Розрахунок і вибір окремих елементів схеми
Включення резисторів у ланцюзі електродвигунів виробляється з метою регулювання їх швидкості, а також для обмеження струму і моменту при пуску, реверсі й гальмуванні.
Розрахунок пускових опорів для асинхронного двигуна типу
МТН512-8, Р н = 31кВт, U н = 380В, n н = 715 об / хв,
Е Р.Н = 304В, I Р.Н = 63 А, λ = 3,3
Розрахунок пускових опорів здійснюється графічним, аналітичним і графоаналітичним методами розрахунку.
За умови, якщо М1 <0,75 Мкр, то механічну характеристику беруть прямолінійною і розрахунок ведеться як для двигуна постійного струму незалежного збудження.
Якщо М1> Мкр, то характеристики не можуть бути прийняті прямолінійними і розрахунок ведеться уточненими графоаналітичним методом.
Критичний момент двигуна
М кр = λ ∙ М н (2.62)
М кр = 3,3 ∙ 414,4 = 1367,52 Нм (2.62)
Порівнюваний момент М 1
М1 = 2 ∙ М н (2.63)
М1 = 2 ∙ 414,4 = 828,8 Нм (2.63)
Перевіряємо
М1 = 828,8 Нм <М кр = 1367,52 Нм,
Виходячи з нерівності, наведеного вище, приймаємо механічну характеристику лінійної, і розрахунок ведемо аналітичним методом.
Номінальна швидкість обертання розрахована в пункті 2.1 розрахункової частини проекту і склала ω н = 74,8 рад / с.
Швидкість обертання поля
де f - частота мережі, f = 50 Гц;
р - число пар полюсів, р = 3;
Номінальна ковзання
Задаємося значеннями моментів
Мmax (М1) = (1,8 ÷ 2,8) ∙ М н (2.66)
Мmax (М1) = 2 * 414,4 = 828,8 Нм (2.66)
Мmin (М2) = (1,1 ÷ 1,3) ∙ М н (2.67)
Мmin (М2) = 1,2 * 414,4 = 497,28 Нм (2.67)
Визначаємо кратність моментів
Визначаємо опір ступенів
де Е 2н - напруга між кільцями ротора, У
I 1 = 2 ∙ I рн = 2 ∙ 63 = 126 А (2.70)
Визначаємо опір секцій
R ВШ1 = R1 - R2, (2.74)
R ВШ1 = 15,5 - 9,33 = 6,17 Ом (2.74)
R ВШ2 = R2 - R3, (2.75)
R ВШ2 = 9,33 - 5,62 = 3,71 Ом (2.75)
R ВШ3 = R3 - R 2Вт, (2.76)
R ВШ3 = 5,62 - 3,38 = 2,24 Ом (2.76)
Виробляємо перевірку
R ВШ1 + R ВШ2 + R ВШ3 + R 2Вт = R 1 (2.77)
6,17 +3,71 +2,24 +3,38 = 15,5 Ом (2.77)
Висновок: рівність задовольняє умові, отже, опору розраховані вірно.
2.5 Розрахунок і вибір живильних кабелів
Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 2.2
Таблиця 2.2 - Вихідні дані для розрахунку живильного кабелю в
умовах кузнечопресового цеху заводу «Азовмаш»
| Тип двигуна | Номінальний струм I н, А | Номінальна напруга U н, У | Потужність двигуна Р, кВт | cos φ | Довжина кабеля живлення l, м |
| МТН512-8 | 79 | 380 | 31 | 0,69 | 30 |
I дл.доп ≥ I н, (2.78)
де I дл.доп - тривало-допустимий струм обраного кабелю, А;
I н - номінальний струм електродвигуна з таблиці 2.1, А;
Вибираємо кабель марки КГ (3 * 25) [ПУЕ] - кабель силовий гнучкий з мідними жилами багатодротовими, з гумовою ізоляцією, у гумовій оболонці. Призначені для приєднання різних пересувних механізмів, а також стаціонарних установок, що вимагають періодичного включення і виключення (електрокранов козлових, мостових, тельферів та ін підйомно-транспортного обладнання). Розділовий шар - синтетична плівка, допускається накладення ізоляції без плівки при відсутності залипання гуми.
Макс. допустима температура нагріву жив при експлуатації: +75 ° С;
Температурний діапазон експлуатації: від -40 ° С до +50 ° С;
Радіус вигину кабелів: не менше 8-ми зовнішніх діаметрів кабелю;
I дл.доп = 85A ≥ I н = 79А (2.78)
Перевіряємо обраний кабель по втраті напруги:
де I н - номінальний струм двигуна, А;
l - Довжина приєднувального кабелю, м;
γ - питомий опір матеріалу, для міді 57 м / Ом * мм 2;
S - площа перерізу обраного кабелю, мм 2;
U н - номінальна напруга живлення двигуна, В.
Втрати не повинні перевищувати 5%
Умови виконуються, отже, вибираємо кабель, який живить марки КГ (3 * 25).
2.6 Розрахунок штучного освітлення
Розрахунок освітлення виробляємо за методом світлового потоку (коефіцієнта використання).
Параметри ділянки роботи мостового крана в / п 15т наступні:
Довжина -
Ділянка кузнечопресового цеху відноситься до VI розряду згідно СНиП [3, таблиця 6-4]. По таблиці 4-1 [2] вибираємо освітленість Е = 100 лк.
Вибираємо лампи освітлення типу ДРІ400, цоколь Е40, потужністю 400 Вт, світловий потік Ф = 32000 лм.
Світильники металогалогенних ламп легко монтуються. Світловий потік рівномірно розсіюється. Металогалогенних лампи в порівнянні зі звичайними лампами ДРЛ володіють високою енергетичною ефективністю і надійністю протягом тривалого терміну служби.
Для кузнечопресового цеху коефіцієнти відбиття стін, підлоги і стелі рівні нулю; тобто р з = 0%; р p = 0%; р п = 30%.
Визначаємо коефіцієнт використання світлового потоку для світильника типу ГСП400 BELLA-AL, η = 55% або η = 0,55.
Визначаємо індекс приміщення:
де А - довжина ділянки цеху, м;
В - ширина ділянки цеху, м;
H - висота ділянки цеху, м;
Визначаємо число світильників:
де Е - освітленість приміщення, лк;
S - площа приміщення, м 2;
До 3 - постійний коефіцієнт дорівнює 1,5;
Z - постійний коефіцієнт рівний 1,15;
Ф - світловий потік лампи, лк;
η - коефіцієнт використання світлового потоку.
Світильники розміщуємо за будівельними фермам, рассстояніе між якими стандартні L А = 3, 6, 8, 10, 12, 15 м . У нашій ділянці кузнечопресового цеху L А = 10 м .
Визначаємо кількість рядів:
де А - довжина ділянки цеху, м;
L А - відстань між світильниками за будівельними фермам, м.
Число світильників в ряду:
де N - число світильників;
Санітарними нормами установлюються відстані між світильниками і стіною l B. Якщо робочі місця розташовані біля стін, то l B = (0,2 ÷ 0,3) * L B. Якщо у стін є проходи, отже, l B = (0,4 ÷ 0,5) * L B.
У нашому випадку біля стін є проходи, отже, приймаємо значення 0,5. Відстань між світильниками в ряду можна знайти за рівнянням:
2 ∙ 0,5 ∙ L B ∙ (n 2 - 1) ∙ L B = B (2.85)
де L B - відстань між світильниками в ряду, м;
В - ширина ділянки цеху, м;
2 ∙ 0,5 ∙ L B ∙ (4 - 1) ∙ L B = 30 (2.85)
Визначаємо відстань від стіни до світильника:
l B = 0,5 ∙ L B, (2.86)
l B = 0,5 ∙ 7,5 = 3,75 м (2.86)
Визначаємо висоту підвісу світильника:
h c = H - (h p + h) (2.87)
де h - розрахункова висота, м;
h p - висота робочої поверхні над підлогою, h p = 3,5 м ;
H - висота приміщення дільниці цеху, м;
де λ - коефіцієнт, що характеризує оптимальну відстань між світильниками λ = 1.
h c = 15 - (3,5 +10) = 1,5 м (2.87)
Визначаємо висоту світильника над підлогою:
h п = H - h с, (2.89)
h п = 15 - 1,5 = 13,5 м (2.89)
Креслимо схему розташування світильників.
5. Заходи з техніки безпеки і протипожежної
техніці
5.1 Техніка безпеки при обслуговуванні та ремонті
електрообладнання
Підвищена небезпека робіт при транспортуванні піднятих вантажів вимагає при проектуванні та експлуатації дотримання обов'язкових правил з улаштування та експлуатації підйомно-транспортних машин. На механізмах підйому та пересування правилами з улаштування та експлуатації передбачена установка обмежувачів ходу, які впливають на електричну схему управління. Кінцеві вимикачі механізму підйому обмежують хід вантажозахоплювального пристосування вгору, а вимикачі механізмів руху моста і візка обмежують хід механізмів в обидві сторони. Передбачається також встановлення кінцевих вимикачів, що запобігають наїзд механізмів у разі роботи двох або більше кранів на одному мосту. Виняток становлять установки зі швидкістю руху до 30 м / хв. Кранові механізми повинні бути забезпечені гальмами закритого типу. Чинними при знятті напруги.
На кранових установках допускається застосовувати робоча напруга до500 В, тому кранові механізми постачають електроустаткуванням на напруги 220, 380, 500 В змінного струму і 220, 440 В постійного струму. У схемі управління передбачають максимальний захист, що відключає двигун при перевантаженні і короткому замиканні. Нульова захист виключає самозапуск двигунів при подачі напруги після перерви в електропостачанні. Для безпечного обслуговування електрообладнання, що знаходиться на фермі мосту, встановлюють, блокувальні контакти на люку і двері кабіни. При відкриванні люка або дверей напругу з електрообладнання знімається.
При роботі крана відбувається постійне чергування напрямки руху крана, візки і крюка. Так, роботою механізму підйому складається з процесів підйому і опускання вантажу і процесів пересування пустого крюка. Для збільшення продуктивності крана використовують поєднання операцій: Час пауз, протягом якого двигун не включений і механізм не працює, використовується для навішування вантажу на гак і звільнення крюка, для підготовки до наступного процесу роботи механізму. Кожен процес руху може бути розділений на періоди несталого руху (розгін, уповільнення) і період руху зі сталою швидкістю.
Мостовий кран встановлений у кузнечопресового цеху машинобудівного виробництва, де спостерігається виділення пилу, тому електродвигун і все електрообладнання мостового крана вимагає захисту загальнопромислового виконання не нижче IP 53 - захист електрообладнання від попадання пилу, а також повний захист обслуговуючого персоналу від зіткнення з струмоведучими і обертовими частинами, а також захист електрообладнання від крапель води падаючих під кутом 60 0 до вертикалі.
Кабіна керування краном виконується теплоізольованої, в ній також обладнується установка для кондиціонування повітря.
В даний час існують два основних напрями мінімізації ризику виникнення і наслідків НС на промислових об'єктах. Перший напрямок полягає у розробці технічних та організаційних заходів, що знижують вірогідність реалізації небезпечного уражує потенціалу сучасних технічних систем. У рамках цього напрямку технічні системи та об'єкти забезпечуються різними захисними пристроями - засобами вибухо-і пожежозахисту технологічного обладнання, електро-і блискавкозахисту, локалізації та гасіння пожеж і т.д.
При експлуатації установок підвищеної небезпеки передбачається цілий ряд спеціальних організаційних заходів, спрямованих на забезпечення безпеки робіт.
Так, експлуатацію електроустановок (електродвигунів, трансформаторів, акумуляторів і т.п.) повинен здійснювати електротехнічний персонал, який поділяється на:
- Адміністративно-технічний;
- Оперативний;
- Ремонтний;
- Оперативно-ремонтний.
Оперативний персонал здійснює огляд електрообладнання, підготовку робочого місця, технічне обслуговування, включаючи оперативні перемикання, допуск до робіт і нагляд за працюючими. Ремонтний персонал виконує всі види робіт з його ремонту, реконструкції та монтажу. Оперативно-ремонтний поєднує функції оперативного і ремонтного персоналу.
При ремонті та обслуговуванні крана до робіт в електроустановках допускаються особи:
- Досягли 18-річного віку;
- Які пройшли профмедогляд і не мають медичних протипоказань;
- Теоретично і практично навчені за спеціальною програмою (у тому числі по темі: «Звільнення потерпілого від електроструму, надання йому першої долікарської допомоги»);
- Після атестації кваліфікаційною комісією. У подальшому медичний огляд повторюється один раз на 2 роки. Переатестація робітників - щорічно, а інженерно-технічних працівників - кожні 3 роки. Кваліфікаційна група персоналу підтверджується посвідченням (крім групи I). Всього кваліфікаційних груп п'ять. Найбільш відповідальна з них - Ч група. До обслуговування електроустановок допускаються тільки особи, що мають кваліфікацію не нижче II групи. Особи, які обслуговують технологічне обладнання з електроприводом, повинні мати знання в обсязі I або II групи.
Для забезпечення безпеки праці при роботі машин з рухомими частинами необхідний комплекс організаційних заходів:
- Інструктаж і навчання техніці безпеки машиністів і працівників, які обслуговують машини;
- Розробка інструкцій з техніки безпеки при експлуатації, монтажі, демонтажі і технічному обслуговуванні цих машин;
- Розробка ППР і типових технологічних карт на кожен вид роботи з досліджує прив'язкою їх до місцевих умов.
Однією з важливих завдань, які стоять у зв'язку з цим перед конструкторськими організаціями та заводами-виробниками, є подальше вдосконалення існуючих та розробка нових видів будівельних машин і обладнання, що забезпечують найбільшу безпеку в роботі.
Для забезпечення безпеки робіт у діючих електроустановках повинні виконуватися наступні організаційні заходи:
- Призначення осіб, відповідальних за організацію та безпеку виконання робіт;
- Оформлення наряду або розпорядження на проведення робіт;
- Здійснення допуску до проведення робіт;
- Організація нагляду за проведенням робіт;
- Оформлення закінчення роботи, перерв у роботі, перекладів на інші робочі місця;
- Встановлення раціональних режимів праці та відпочинку;
- Перевірка відсутності напруги;
- Відключення установки (частини установки) від джерела живлення;
При проведенні робіт зі зняттям напруги в діючих електроустановках чи поблизу них:
- Відключення установки (частини установки) від джерела живлення електроенергією;
- Механічне замикання приводів відключених комутаційних апаратів, зняття запобіжників, від'єднання кінців живильних ліній та інші заходи, що забезпечують неможливість помилковою подачі напруги до місця роботи;
- Встановлення знаків безпеки і огорожу залишаються під напругою струмоведучих частин, до яких у процесі роботи можна доторкнутися або наблизитися на неприпустиме відстань;
- Накладення заземлень (включення заземлювальних ножів або накладення переносних заземлень;
- Огородження робочого місця та встановлення розпорядчих знаків безпеки.
Щоб попередити можливість випадкового проникнення і тим більше дотику до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, використовуються захисні сітчасті і змішані огорожі, а також система попереджувальних плакатів.
Тимчасовими огородженнями можуть бути спеціальні суцільні або решітчасті дерев'яні ширми, щити, вироби з міканіту, гуми та інших ізоляційних матеріалів в сухому стані, добре укріплені або міцно встановлені. Застосовуються такі попереджувальні плакати для електроустановок:
- Застережливі, в тому числі «Висока напруга-небезпечно для життя!», «Під напругою. Небезпечно для життя! »,« Стій! Висока напруга »,« Не влізай, вб'є! »,« Стій! Небезпечно для життя »;
- Забороняють: «Не вмикати - працюють люди», «Не відкривати - працюють люди», «Не вмикати - робота на лінії»;
- Дозвіл на: «Працювати тут», «Влазити тут»;
- Нагадують: «Заземлено».
Кожен плакат має свою форму, відповідне зображення. Їхні малюнки, розмір і виконання, місце та умови застосування визначені Правилами.
При виконанні конкретних робіт або робіт з підвищеною небезпекою виписується наряд-допуск:
- Записи в наряді повинні бути розбірливими. Заповнення наряду олівцем та виправлення тексту забороняються.
- Система нумерації нарядів встановлюється керівництвом організації.
- При зазначенні дат пишуть число, місяць і дві останні цифри, що позначають рік, наприклад: 29.09.00, 19.12.01, 30.01.02.
- Крім прізвищ працівників, що зазначені у наряді, записуються їх ініціали і група з електробезпеки.
- У наряді зазначаються диспетчерські найменування (позначення) електроустановок, приєднань, обладнання.
- У разі нестачі рядків в таблицях основного бланка наряду дозволяється прикладати до нього додатковий бланк під тим же номером із зазначенням прізвища та ініціалів видає наряд для продовження записів. При цьому в останніх рядках відповідної таблиці основного бланка слід записати: "Див додатковий бланк ».
5.2 Розрахунок захисного заземлення
Виконуємо розрахунок захисного заземлення живильної підстанції 10 / 0,4 кВ кузнечопресового цеху.
Вихідні дані:
Сталевий пруток d = 20 мм , L = 3 м ; Заземлювач горизонтальний - пло 40x4 мм; глибина закладення горизонтального заземлювача - 0,7 м ; Кліматична зона - III; грунт - суглинок.
По таблиці 63 [1] визначаємо питомий опір грунту ρ = 100 Ом * м
Нормований опір заземлювального пристрою R зн = 4 Ом [1, таблиця 62]
Згідно ПУЕ допустимий опір ЗУ з урахуванням питомої опору грунту:
де ρ гр - питомий опір грунту, Ом * м;
R зн - опір заземлювального пристрою, Ом;
Зазвичай ставлення відстані між вертикальними стержнями а до їх довжини l приймають рівними: а / l = 1, 2, 3. Приймаються а = 2 ∙ l = 2 ∙ 3 = 6 м .
Визначаємо відстань від середини стрижня до поверхні грунту [1, стор 150]:
t `= t 0 + 0,5 ∙ l (5.2)
де t 0 - глибина закладання горизонтального заземлювача, м;
l - довжина прутика, м;
t `= 0,7 + 0,5 ∙ 3 = 1,05 м (5.2)
Значення коефіцієнта сезонності для вертикальних заземлювачів для III кліматичної зони до с = 1,5 [1, таблиця 64]
Визначаємо розрахунковий питомий опір грунту для стрижневих заземлювачів:
ρ расч.в = до с ∙ ρ гр, (5.3)
ρ расч.в = 1,5 ∙ 100 = 150 Ом ∙ м (5.3)
Визначаємо опір розтіканню вертикальних заземлювачів [1, стр145]:
де d - діаметр заземлювача, м;
ρ расч.в - розрахунковий питомий опір грунту для стрижневих заземлювачів
l - довжина прутка, м.
t `- відстань від середини стрижня до поверхні грунту, м;
Визначаємо кількість вертикальних заземлювачів [1, стор 145]:
де η в - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, що залежить від кількості заземлювачів і відстані між ними [1, таблиця 65, 66]
Кількість вертикальних заземлювачів для визначення η в можна прийняти рівними R в / R з = 45,2 / 4 = 11,3; η в = 0,75
Застосовуємо до установки 15 шт.
Визначаємо довжину горизонтального заземлювача (смуги):
l р = 1,05 ∙ n в ∙ a = 1,05 ∙ 15 ∙ 6 = 94,5 м (5.6)
Значення коефіцієнта сезонності для горизонтальних заземлювачів для III кліматичної зони до с = 2 [1, таблиця 64]
Визначаємо розрахунковий питомий опір для горизонтальних заземлювачів:
ρ расч.г = до с ∙ ρ гр = 2 ∙ 100 = 200 Ом ∙ м (5.7)
Визначаємо опір розтіканню горизонтальних заземлювачів [1, стор 145]:
де l г - довжина горизонтального заземлювача, м;
ρ расч.г - розрахунковий питомий опір горизонтальних заземлювачів, Ом ∙ м;
t `- відстань від середини стрижня до поверхні грунту, м;
Визначаємо дійсне опір розтіканню горизонтального заземлювача з урахуванням коефіцієнта використання:
де η г - коефіцієнт використання горизонтального електрода при розміщенні вертикальних електродів по контуру η г = 0,4 [1, таблиця 68]
Визначаємо опір розтіканню вертикальних заземлювачів з урахуванням опору горизонтального заземлювача:
Визначаємо уточнене кількість вертикальних заземлювачів:
де η в - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, що залежить від кількості заземлювачів і відстані між ними [1, таблиця 65, 66]
Застосовуємо до установки 10 шт.
Визначаємо опір розтіканню струму всього пристрою захисного заземлення:
де R `г - дійсне опір розтіканню горизонтальних заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання, Ом;
R `в - опір розтіканню вертикальних заземлювачів з урахуванням опору горизонтального заземлювача, Ом;
n ву - кількість вертикальних заземлювачів.
Висновок: так як R т ≤ R зн, отже, розрахунок виконано вірно.
Креслимо схему розташування заземлювачів в землі (малюнок 1).
Малюнок 1 - Схема розташування заземлювачів в землі в умовах кузнечопресового цеху заводу «ВАТ Азовмаш»
5.3 Розробка схеми та мережі пожежної сигналізації та
автоматизації
Ряд газів, що виділяються на початковій стадії горіння (тління), визначаються складом саме тих матеріалів, які беруть участь у цьому процесі. Однак у більшості випадків можна впевнено виділити і основні характерні газові компоненти. Подібні дослідження проводилися в Інституті пожежної безпеки (м. Балашиха Московської обл.) З використанням стандартної камери об'ємом 60 м3 для імітації пожежі. Склад виділяються при горінні газів визначався за допомогою хроматографії.
Експерименти показали, що поріг виявлення системи раннього попередження пожежі в атмосферному повітрі при нормальних умовах повинен знаходитися для більшості газів, в тому числі водню та оксиду вуглецю, на рівні 0,002%. Бажано, щоб швидкодія системи було не гірше 10 с. Такий висновок можна розглядати як основний для розробок цілого ряду попереджувальних пожежних газових сигналізаторів.
Існуючі засоби газоаналізу екологічної спрямованості (у тому числі на електрохімічних, термокаталітіческіх та інших сенсорах) занадто дорогі для такого використання. Впровадження у виробництво пожежних сповіщувачів на основі напівпровідникових хімічних сенсорів, що виготовляються з групової технології, дозволить різко знизити вартість газових сенсорів.
На прикладі розглянемо індикатор оксиду вуглецю і водню СО-12.
Зазначений на міжнародних виставках спосіб раннього виявлення пожежі забезпечує одночасний контроль відносних концентрацій у повітрі двох або більше газів, таких як ароматичні вуглеводні, водень, оксид і діоксид вуглецю. Отримані значення порівнюються із заданими, і у разі їх збігу формується сигнал тривоги. Контроль і порівняння відносних концентрацій газових компонент проводяться із заданою періодичністю. Можливість помилкових спрацьовувань вимірювального пристрою при підвищенні концентрації одного з газів виключена, якщо немає спалаху. В якості вимірювального пристрою запропонований індикатор СО-12, призначений для виявлення в повітряній атмосфері газоподібного оксиду вуглецю і водню в діапазоні їх концентрацій від 0,001 до 0,01%. Прилад являє собою дев'ятирівневим пропорційний індикатор у вигляді лінійки світлодіодів трьох кольорів - зеленого (діапазон малих концентрацій), жовтого (середній рівень) і червоного (високий рівень). Кожному діапазону відповідають три світлодіода. При загорянні червоних світлодіодів включається звуковий сигнал, застережливий людей про небезпеку отруєння. Принцип роботи індикатора заснований на реєстрації зміни опору (R) напівпровідникового газочутливого сенсора, температура якого стабілізується на рівні 120 ° С у процесі вимірювань. При цьому нагрівальний елемент включений у зворотний зв'язок операційного підсилювача і терморегулятора і періодично, кожні 6 з, віджигається протягом 0,5 с при температурі 450 ° С. Далі слід ізотермічна релаксація опору R при взаємодії з чадним газом. Процесом вимірювання і виведенням на індикатор даних управляє програмований пристрій. Принципова електрична схема пристрою показана на малюнку 1.
Індикатор можна ефективно використовувати як пожежного сигнального пристрою як в житлових приміщеннях, так і на промислових об'єктах. Дачні будиночки, котеджі, лазні, сауни, гаражі та котельні, підприємства з виробництвом, заснованому на використанні відкритого вогню і термообробки, підприємства гірничодобувної, металургійної та нафтогазопереробної промисловості і, нарешті, автомобільний транспорт - ось далеко не повний список об'єктів, де індикатор СО- 12 може бути корисний.
Подібні пожежні сповіщувачі раннього виявлення, об'єднані в єдину мережу і контролюючі газовиділення при тлінні матеріалів перед їх загорянням, при розміщенні на промислових об'єктах дозволяють попередити аварійні ситуації не тільки на наземних об'єктах пожежної охорони, але й у підземних спорудах, вугільних розрізах, де в результаті перегріву обладнання, що транспортує вугілля, може статися спалах вугільного пилу. Кожен датчик, що має світловий та звуковий сигнали оповіщення, здатний не тільки інформувати про ступінь загазованості території, але і попередити про небезпеку персонал, що перебуває в безпосередній близькості до екстремального місцем. Стаціонарні пожежні датчики, встановлені в житлових приміщеннях, можуть запобігти вибуху побутового газу, отруєння чадним газом та виникнення пожежі через несправність побутової техніки або грубого порушення умов її експлуатації шляхом автоматичного відключення від мережі.
Рисунок 2 - Схема електрична принципова індикатора оксиду вуглецю і водню СО-12.
5.4 Заходи по захисту навколишнього середовища
До основних заходів щодо захисту навколишнього середовища:
- Перехід на безвідходну і маловідходну технологію. Під поняттям «безвідходна технологія» слід розуміти комплекс заходів у технологічних процесах від обробки сировини до використання готової продукції, в результаті чого скорочується до мінімуму кількість шкідливих викидів і зменшується вплив відходів на навколишнє середовище до прийнятного рівня. У цей комплекс заходів входять:
а) створення та впровадження нових процесів отримання продукції з утворенням найменшої кількості відходів;
б) розробка різноманітних типів безстічних технологічних систем та водооборотних циклів на базі способів очищення стічних вод;
в) розробка систем переробки відходів виробництва у вторинні матеріальні ресурси;
г) створення територіально - промислових комплексів, що мають замкнуту структуру матеріальних потоків сировини та відходів всередині комплексу.
- Для захисту повітря робочої зони і атмосфери від токсичних домішок ефективно застосовувати пиловловлювачі, туманоуловітелі, адсорбери, абсорбери, нейтралізатори та ін
- Захистити грунтовий покрив від твердих відходів за рахунок збору, сортування та утилізації відходів, їх організованого поховання.
- Дотримуватися законів про охорону вод, землі, повітряного басейну від викидів.
- У проектованому цеху встановлено фільтр для фільтрації повітря.
- На підприємстві систематично проводяться заходи щодо захисту навколишнього середовища.
- Надлишки, стружка і браковані деталі викидаються в контейнери і надалі йдуть на переплавку (вторинне використання).
Література
1. Васін В.М. Електричний привід: Учеб. Посібник для технікумів. - М.: Вища школа, 1984р.
2. Зюзін А.Ф., Поконо Н.З., Вішток А.М.: Монтаж, експлуатація і ремонт електрообладнання промислових підприємств і установок. 2-е вид., Доп. і перераб. - М.: Вища школа, 1980р.
3. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Електропостачання промислових підприємств і установок. - М.: Вища школа, 1980р.
4. Кранове електрообладнання: Довідник / Ю.В. Алексєєв, А.П. Богословський. - М.: Енергія, 1979р.
5. Крановий електропривод: Довідник / О.Г. Яуре, Є.М. Певзнер. - М.: Вища школа, 1988р.
6. Липкин Б.Ю.: Електропостачання промислових підприємств і установок. - М.: Вища школа, 1981р.
7. Методичний посібник з практичної роботи з електроустаткування по темі: Розрахунок потужності і вибір кранового електродвигуна. Вибір апаратури керування та захисту.
S - площа приміщення, м 2;
До 3 - постійний коефіцієнт дорівнює 1,5;
Z - постійний коефіцієнт рівний 1,15;
Ф - світловий потік лампи, лк;
η - коефіцієнт використання світлового потоку.
Світильники розміщуємо за будівельними фермам, рассстояніе між якими стандартні L А = 3, 6, 8, 10, 12,
Визначаємо кількість рядів:
де А - довжина ділянки цеху, м;
L А - відстань між світильниками за будівельними фермам, м.
Число світильників в ряду:
де N - число світильників;
Санітарними нормами установлюються відстані між світильниками і стіною l B. Якщо робочі місця розташовані біля стін, то l B = (0,2 ÷ 0,3) * L B. Якщо у стін є проходи, отже, l B = (0,4 ÷ 0,5) * L B.
У нашому випадку біля стін є проходи, отже, приймаємо значення 0,5. Відстань між світильниками в ряду можна знайти за рівнянням:
2 ∙ 0,5 ∙ L B ∙ (n 2 - 1) ∙ L B = B (2.85)
де L B - відстань між світильниками в ряду, м;
В - ширина ділянки цеху, м;
2 ∙ 0,5 ∙ L B ∙ (4 - 1) ∙ L B = 30 (2.85)
Визначаємо відстань від стіни до світильника:
l B = 0,5 ∙ L B, (2.86)
l B = 0,5 ∙ 7,5 =
Визначаємо висоту підвісу світильника:
h c = H - (h p + h) (2.87)
де h - розрахункова висота, м;
h p - висота робочої поверхні над підлогою, h p =
H - висота приміщення дільниці цеху, м;
де λ - коефіцієнт, що характеризує оптимальну відстань між світильниками λ = 1.
h c = 15 - (3,5 +10) =
Визначаємо висоту світильника над підлогою:
h п = H - h с, (2.89)
h п = 15 - 1,5 =
Креслимо схему розташування світильників.
5. Заходи з техніки безпеки і протипожежної
техніці
5.1 Техніка безпеки при обслуговуванні та ремонті
електрообладнання
Підвищена небезпека робіт при транспортуванні піднятих вантажів вимагає при проектуванні та експлуатації дотримання обов'язкових правил з улаштування та експлуатації підйомно-транспортних машин. На механізмах підйому та пересування правилами з улаштування та експлуатації передбачена установка обмежувачів ходу, які впливають на електричну схему управління. Кінцеві вимикачі механізму підйому обмежують хід вантажозахоплювального пристосування вгору, а вимикачі механізмів руху моста і візка обмежують хід механізмів в обидві сторони. Передбачається також встановлення кінцевих вимикачів, що запобігають наїзд механізмів у разі роботи двох або більше кранів на одному мосту. Виняток становлять установки зі швидкістю руху до 30 м / хв. Кранові механізми повинні бути забезпечені гальмами закритого типу. Чинними при знятті напруги.
На кранових установках допускається застосовувати робоча напруга до500 В, тому кранові механізми постачають електроустаткуванням на напруги 220, 380, 500 В змінного струму і 220, 440 В постійного струму. У схемі управління передбачають максимальний захист, що відключає двигун при перевантаженні і короткому замиканні. Нульова захист виключає самозапуск двигунів при подачі напруги після перерви в електропостачанні. Для безпечного обслуговування електрообладнання, що знаходиться на фермі мосту, встановлюють, блокувальні контакти на люку і двері кабіни. При відкриванні люка або дверей напругу з електрообладнання знімається.
При роботі крана відбувається постійне чергування напрямки руху крана, візки і крюка. Так, роботою механізму підйому складається з процесів підйому і опускання вантажу і процесів пересування пустого крюка. Для збільшення продуктивності крана використовують поєднання операцій: Час пауз, протягом якого двигун не включений і механізм не працює, використовується для навішування вантажу на гак і звільнення крюка, для підготовки до наступного процесу роботи механізму. Кожен процес руху може бути розділений на періоди несталого руху (розгін, уповільнення) і період руху зі сталою швидкістю.
Мостовий кран встановлений у кузнечопресового цеху машинобудівного виробництва, де спостерігається виділення пилу, тому електродвигун і все електрообладнання мостового крана вимагає захисту загальнопромислового виконання не нижче IP 53 - захист електрообладнання від попадання пилу, а також повний захист обслуговуючого персоналу від зіткнення з струмоведучими і обертовими частинами, а також захист електрообладнання від крапель води падаючих під кутом 60 0 до вертикалі.
Кабіна керування краном виконується теплоізольованої, в ній також обладнується установка для кондиціонування повітря.
В даний час існують два основних напрями мінімізації ризику виникнення і наслідків НС на промислових об'єктах. Перший напрямок полягає у розробці технічних та організаційних заходів, що знижують вірогідність реалізації небезпечного уражує потенціалу сучасних технічних систем. У рамках цього напрямку технічні системи та об'єкти забезпечуються різними захисними пристроями - засобами вибухо-і пожежозахисту технологічного обладнання, електро-і блискавкозахисту, локалізації та гасіння пожеж і т.д.
При експлуатації установок підвищеної небезпеки передбачається цілий ряд спеціальних організаційних заходів, спрямованих на забезпечення безпеки робіт.
Так, експлуатацію електроустановок (електродвигунів, трансформаторів, акумуляторів і т.п.) повинен здійснювати електротехнічний персонал, який поділяється на:
- Адміністративно-технічний;
- Оперативний;
- Ремонтний;
- Оперативно-ремонтний.
Оперативний персонал здійснює огляд електрообладнання, підготовку робочого місця, технічне обслуговування, включаючи оперативні перемикання, допуск до робіт і нагляд за працюючими. Ремонтний персонал виконує всі види робіт з його ремонту, реконструкції та монтажу. Оперативно-ремонтний поєднує функції оперативного і ремонтного персоналу.
При ремонті та обслуговуванні крана до робіт в електроустановках допускаються особи:
- Досягли 18-річного віку;
- Які пройшли профмедогляд і не мають медичних протипоказань;
- Теоретично і практично навчені за спеціальною програмою (у тому числі по темі: «Звільнення потерпілого від електроструму, надання йому першої долікарської допомоги»);
- Після атестації кваліфікаційною комісією. У подальшому медичний огляд повторюється один раз на 2 роки. Переатестація робітників - щорічно, а інженерно-технічних працівників - кожні 3 роки. Кваліфікаційна група персоналу підтверджується посвідченням (крім групи I). Всього кваліфікаційних груп п'ять. Найбільш відповідальна з них - Ч група. До обслуговування електроустановок допускаються тільки особи, що мають кваліфікацію не нижче II групи. Особи, які обслуговують технологічне обладнання з електроприводом, повинні мати знання в обсязі I або II групи.
Для забезпечення безпеки праці при роботі машин з рухомими частинами необхідний комплекс організаційних заходів:
- Інструктаж і навчання техніці безпеки машиністів і працівників, які обслуговують машини;
- Розробка інструкцій з техніки безпеки при експлуатації, монтажі, демонтажі і технічному обслуговуванні цих машин;
- Розробка ППР і типових технологічних карт на кожен вид роботи з досліджує прив'язкою їх до місцевих умов.
Однією з важливих завдань, які стоять у зв'язку з цим перед конструкторськими організаціями та заводами-виробниками, є подальше вдосконалення існуючих та розробка нових видів будівельних машин і обладнання, що забезпечують найбільшу безпеку в роботі.
Для забезпечення безпеки робіт у діючих електроустановках повинні виконуватися наступні організаційні заходи:
- Призначення осіб, відповідальних за організацію та безпеку виконання робіт;
- Оформлення наряду або розпорядження на проведення робіт;
- Здійснення допуску до проведення робіт;
- Організація нагляду за проведенням робіт;
- Оформлення закінчення роботи, перерв у роботі, перекладів на інші робочі місця;
- Встановлення раціональних режимів праці та відпочинку;
- Перевірка відсутності напруги;
- Відключення установки (частини установки) від джерела живлення;
При проведенні робіт зі зняттям напруги в діючих електроустановках чи поблизу них:
- Відключення установки (частини установки) від джерела живлення електроенергією;
- Механічне замикання приводів відключених комутаційних апаратів, зняття запобіжників, від'єднання кінців живильних ліній та інші заходи, що забезпечують неможливість помилковою подачі напруги до місця роботи;
- Встановлення знаків безпеки і огорожу залишаються під напругою струмоведучих частин, до яких у процесі роботи можна доторкнутися або наблизитися на неприпустиме відстань;
- Накладення заземлень (включення заземлювальних ножів або накладення переносних заземлень;
- Огородження робочого місця та встановлення розпорядчих знаків безпеки.
Щоб попередити можливість випадкового проникнення і тим більше дотику до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, використовуються захисні сітчасті і змішані огорожі, а також система попереджувальних плакатів.
Тимчасовими огородженнями можуть бути спеціальні суцільні або решітчасті дерев'яні ширми, щити, вироби з міканіту, гуми та інших ізоляційних матеріалів в сухому стані, добре укріплені або міцно встановлені. Застосовуються такі попереджувальні плакати для електроустановок:
- Застережливі, в тому числі «Висока напруга-небезпечно для життя!», «Під напругою. Небезпечно для життя! »,« Стій! Висока напруга »,« Не влізай, вб'є! »,« Стій! Небезпечно для життя »;
- Забороняють: «Не вмикати - працюють люди», «Не відкривати - працюють люди», «Не вмикати - робота на лінії»;
- Дозвіл на: «Працювати тут», «Влазити тут»;
- Нагадують: «Заземлено».
Кожен плакат має свою форму, відповідне зображення. Їхні малюнки, розмір і виконання, місце та умови застосування визначені Правилами.
При виконанні конкретних робіт або робіт з підвищеною небезпекою виписується наряд-допуск:
- Записи в наряді повинні бути розбірливими. Заповнення наряду олівцем та виправлення тексту забороняються.
- Система нумерації нарядів встановлюється керівництвом організації.
- При зазначенні дат пишуть число, місяць і дві останні цифри, що позначають рік, наприклад: 29.09.00, 19.12.01, 30.01.02.
- Крім прізвищ працівників, що зазначені у наряді, записуються їх ініціали і група з електробезпеки.
- У наряді зазначаються диспетчерські найменування (позначення) електроустановок, приєднань, обладнання.
- У разі нестачі рядків в таблицях основного бланка наряду дозволяється прикладати до нього додатковий бланк під тим же номером із зазначенням прізвища та ініціалів видає наряд для продовження записів. При цьому в останніх рядках відповідної таблиці основного бланка слід записати: "Див додатковий бланк ».
5.2 Розрахунок захисного заземлення
Виконуємо розрахунок захисного заземлення живильної підстанції 10 / 0,4 кВ кузнечопресового цеху.
Вихідні дані:
Сталевий пруток d =
По таблиці 63 [1] визначаємо питомий опір грунту ρ = 100 Ом * м
Нормований опір заземлювального пристрою R зн = 4 Ом [1, таблиця 62]
Згідно ПУЕ допустимий опір ЗУ з урахуванням питомої опору грунту:
де ρ гр - питомий опір грунту, Ом * м;
R зн - опір заземлювального пристрою, Ом;
Зазвичай ставлення відстані між вертикальними стержнями а до їх довжини l приймають рівними: а / l = 1, 2, 3. Приймаються а = 2 ∙ l = 2 ∙ 3 =
Визначаємо відстань від середини стрижня до поверхні грунту [1, стор 150]:
t `= t 0 + 0,5 ∙ l (5.2)
де t 0 - глибина закладання горизонтального заземлювача, м;
l - довжина прутика, м;
t `= 0,7 + 0,5 ∙ 3 =
Значення коефіцієнта сезонності для вертикальних заземлювачів для III кліматичної зони до с = 1,5 [1, таблиця 64]
Визначаємо розрахунковий питомий опір грунту для стрижневих заземлювачів:
ρ расч.в = до с ∙ ρ гр, (5.3)
ρ расч.в = 1,5 ∙ 100 = 150 Ом ∙ м (5.3)
Визначаємо опір розтіканню вертикальних заземлювачів [1, стр145]:
де d - діаметр заземлювача, м;
ρ расч.в - розрахунковий питомий опір грунту для стрижневих заземлювачів
l - довжина прутка, м.
t `- відстань від середини стрижня до поверхні грунту, м;
Визначаємо кількість вертикальних заземлювачів [1, стор 145]:
де η в - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, що залежить від кількості заземлювачів і відстані між ними [1, таблиця 65, 66]
Кількість вертикальних заземлювачів для визначення η в можна прийняти рівними R в / R з = 45,2 / 4 = 11,3; η в = 0,75
Застосовуємо до установки 15 шт.
Визначаємо довжину горизонтального заземлювача (смуги):
l р = 1,05 ∙ n в ∙ a = 1,05 ∙ 15 ∙ 6 =
Значення коефіцієнта сезонності для горизонтальних заземлювачів для III кліматичної зони до с = 2 [1, таблиця 64]
Визначаємо розрахунковий питомий опір для горизонтальних заземлювачів:
ρ расч.г = до с ∙ ρ гр = 2 ∙ 100 = 200 Ом ∙ м (5.7)
Визначаємо опір розтіканню горизонтальних заземлювачів [1, стор 145]:
де l г - довжина горизонтального заземлювача, м;
ρ расч.г - розрахунковий питомий опір горизонтальних заземлювачів, Ом ∙ м;
t `- відстань від середини стрижня до поверхні грунту, м;
Визначаємо дійсне опір розтіканню горизонтального заземлювача з урахуванням коефіцієнта використання:
де η г - коефіцієнт використання горизонтального електрода при розміщенні вертикальних електродів по контуру η г = 0,4 [1, таблиця 68]
Визначаємо опір розтіканню вертикальних заземлювачів з урахуванням опору горизонтального заземлювача:
Визначаємо уточнене кількість вертикальних заземлювачів:
де η в - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, що залежить від кількості заземлювачів і відстані між ними [1, таблиця 65, 66]
Застосовуємо до установки 10 шт.
Визначаємо опір розтіканню струму всього пристрою захисного заземлення:
де R `г - дійсне опір розтіканню горизонтальних заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання, Ом;
R `в - опір розтіканню вертикальних заземлювачів з урахуванням опору горизонтального заземлювача, Ом;
n ву - кількість вертикальних заземлювачів.
Висновок: так як R т ≤ R зн, отже, розрахунок виконано вірно.
Креслимо схему розташування заземлювачів в землі (малюнок 1).
Малюнок 1 - Схема розташування заземлювачів в землі в умовах кузнечопресового цеху заводу «ВАТ Азовмаш»
5.3 Розробка схеми та мережі пожежної сигналізації та
автоматизації
Ряд газів, що виділяються на початковій стадії горіння (тління), визначаються складом саме тих матеріалів, які беруть участь у цьому процесі. Однак у більшості випадків можна впевнено виділити і основні характерні газові компоненти. Подібні дослідження проводилися в Інституті пожежної безпеки (м. Балашиха Московської обл.) З використанням стандартної камери об'ємом
Експерименти показали, що поріг виявлення системи раннього попередження пожежі в атмосферному повітрі при нормальних умовах повинен знаходитися для більшості газів, в тому числі водню та оксиду вуглецю, на рівні 0,002%. Бажано, щоб швидкодія системи було не гірше 10 с. Такий висновок можна розглядати як основний для розробок цілого ряду попереджувальних пожежних газових сигналізаторів.
Існуючі засоби газоаналізу екологічної спрямованості (у тому числі на електрохімічних, термокаталітіческіх та інших сенсорах) занадто дорогі для такого використання. Впровадження у виробництво пожежних сповіщувачів на основі напівпровідникових хімічних сенсорів, що виготовляються з групової технології, дозволить різко знизити вартість газових сенсорів.
На прикладі розглянемо індикатор оксиду вуглецю і водню СО-12.
Зазначений на міжнародних виставках спосіб раннього виявлення пожежі забезпечує одночасний контроль відносних концентрацій у повітрі двох або більше газів, таких як ароматичні вуглеводні, водень, оксид і діоксид вуглецю. Отримані значення порівнюються із заданими, і у разі їх збігу формується сигнал тривоги. Контроль і порівняння відносних концентрацій газових компонент проводяться із заданою періодичністю. Можливість помилкових спрацьовувань вимірювального пристрою при підвищенні концентрації одного з газів виключена, якщо немає спалаху. В якості вимірювального пристрою запропонований індикатор СО-12, призначений для виявлення в повітряній атмосфері газоподібного оксиду вуглецю і водню в діапазоні їх концентрацій від 0,001 до 0,01%. Прилад являє собою дев'ятирівневим пропорційний індикатор у вигляді лінійки світлодіодів трьох кольорів - зеленого (діапазон малих концентрацій), жовтого (середній рівень) і червоного (високий рівень). Кожному діапазону відповідають три світлодіода. При загорянні червоних світлодіодів включається звуковий сигнал, застережливий людей про небезпеку отруєння. Принцип роботи індикатора заснований на реєстрації зміни опору (R) напівпровідникового газочутливого сенсора, температура якого стабілізується на рівні 120 ° С у процесі вимірювань. При цьому нагрівальний елемент включений у зворотний зв'язок операційного підсилювача і терморегулятора і періодично, кожні 6 з, віджигається протягом 0,5 с при температурі 450 ° С. Далі слід ізотермічна релаксація опору R при взаємодії з чадним газом. Процесом вимірювання і виведенням на індикатор даних управляє програмований пристрій. Принципова електрична схема пристрою показана на малюнку 1.
Індикатор можна ефективно використовувати як пожежного сигнального пристрою як в житлових приміщеннях, так і на промислових об'єктах. Дачні будиночки, котеджі, лазні, сауни, гаражі та котельні, підприємства з виробництвом, заснованому на використанні відкритого вогню і термообробки, підприємства гірничодобувної, металургійної та нафтогазопереробної промисловості і, нарешті, автомобільний транспорт - ось далеко не повний список об'єктів, де індикатор СО- 12 може бути корисний.
Подібні пожежні сповіщувачі раннього виявлення, об'єднані в єдину мережу і контролюючі газовиділення при тлінні матеріалів перед їх загорянням, при розміщенні на промислових об'єктах дозволяють попередити аварійні ситуації не тільки на наземних об'єктах пожежної охорони, але й у підземних спорудах, вугільних розрізах, де в результаті перегріву обладнання, що транспортує вугілля, може статися спалах вугільного пилу. Кожен датчик, що має світловий та звуковий сигнали оповіщення, здатний не тільки інформувати про ступінь загазованості території, але і попередити про небезпеку персонал, що перебуває в безпосередній близькості до екстремального місцем. Стаціонарні пожежні датчики, встановлені в житлових приміщеннях, можуть запобігти вибуху побутового газу, отруєння чадним газом та виникнення пожежі через несправність побутової техніки або грубого порушення умов її експлуатації шляхом автоматичного відключення від мережі.
Рисунок 2 - Схема електрична принципова індикатора оксиду вуглецю і водню СО-12.
5.4 Заходи по захисту навколишнього середовища
До основних заходів щодо захисту навколишнього середовища:
- Перехід на безвідходну і маловідходну технологію. Під поняттям «безвідходна технологія» слід розуміти комплекс заходів у технологічних процесах від обробки сировини до використання готової продукції, в результаті чого скорочується до мінімуму кількість шкідливих викидів і зменшується вплив відходів на навколишнє середовище до прийнятного рівня. У цей комплекс заходів входять:
а) створення та впровадження нових процесів отримання продукції з утворенням найменшої кількості відходів;
б) розробка різноманітних типів безстічних технологічних систем та водооборотних циклів на базі способів очищення стічних вод;
в) розробка систем переробки відходів виробництва у вторинні матеріальні ресурси;
г) створення територіально - промислових комплексів, що мають замкнуту структуру матеріальних потоків сировини та відходів всередині комплексу.
- Для захисту повітря робочої зони і атмосфери від токсичних домішок ефективно застосовувати пиловловлювачі, туманоуловітелі, адсорбери, абсорбери, нейтралізатори та ін
- Захистити грунтовий покрив від твердих відходів за рахунок збору, сортування та утилізації відходів, їх організованого поховання.
- Дотримуватися законів про охорону вод, землі, повітряного басейну від викидів.
- У проектованому цеху встановлено фільтр для фільтрації повітря.
- На підприємстві систематично проводяться заходи щодо захисту навколишнього середовища.
- Надлишки, стружка і браковані деталі викидаються в контейнери і надалі йдуть на переплавку (вторинне використання).
Література
1. Васін В.М. Електричний привід: Учеб. Посібник для технікумів. - М.: Вища школа, 1984р.
2. Зюзін А.Ф., Поконо Н.З., Вішток А.М.: Монтаж, експлуатація і ремонт електрообладнання промислових підприємств і установок. 2-е вид., Доп. і перераб. - М.: Вища школа, 1980р.
3. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Електропостачання промислових підприємств і установок. - М.: Вища школа, 1980р.
4. Кранове електрообладнання: Довідник / Ю.В. Алексєєв, А.П. Богословський. - М.: Енергія, 1979р.
5. Крановий електропривод: Довідник / О.Г. Яуре, Є.М. Певзнер. - М.: Вища школа, 1988р.
6. Липкин Б.Ю.: Електропостачання промислових підприємств і установок. - М.: Вища школа, 1981р.
7. Методичний посібник з практичної роботи з електроустаткування по темі: Розрахунок потужності і вибір кранового електродвигуна. Вибір апаратури керування та захисту.