Процес виготовлення електричної машини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1.Загальна частина

1.1 Основні види механізмів безперервного транспорту

1.2 Типи двигунів для конвеєрів і особливості їх вибору

1.3Описання схеми автоматичного управління приводом

1.4 Описаня монтажної схеми

2. Розрахункова конструкторська частина

2.1 Попередній розрахунок потужності приводного електродвигуна і вибір його типа за каталогом

2.2 Визначення статичних моментів і моменту інерції, які приведені до валу двигуна

2.3 Розрахунок пускових і гальмівних механічних характеристик

2.4 Розрахунок пускових і гальмівних моментів

3. Заходи з техніки безпеки

Висновок

Список літератури



Вступ

Електромашинобудівництво -- це одна із ведучих галузей машинобудівної промисловості. Процес виготовлення електричної машини складається із операцій, у яких використовується різноманітне технологічне обладнання. При цьому основна частина сучасних електричних машин виготовляється методами поточного масового виробництва. Виготовлення електричних машин це складне і специфічне питання, для якого застосовується нестандартне обладнання.

Важливе значення для автоматизації виробництва є багатодвигунні електроприводи і засоби електричного управління. Розвиток електропривода йде шляхом спрощення механічних передач і наближення електродвигунів до робочих органів машин і механізмів, а також застосування електричного регулювання швидкості електроприводів. Застосування тиристорних перетворювачів дозволило створити високо економічні регулюємі електроприводи постійного струму і дозволяє використовувати дуже прості і надійні асинхронні двигуни із короткозамкненим ротором.

Технічне переоснащення промисловості ведеться на використання електричної енергії, впровадження нових технологічних процесів та здійснення корінних перетворювань в електроенергетиці.

Виконання задач широкої комплексної механізації та автоматизації виробничих процесів забезпечує електрифікація, яка дозволяє зростання темпів продуктивності суспільної праці, покращання якості продукції та полегшення умов праці. Тому в сучасній технології та обладнанні промислових підприємств велику роль відіграє електрообладнання, тобто сукупність електромашин, апаратів, приладів та пристроїв, за рахунок яких і виконується перетворення електроенергії у інші види енергії та забезпечується автоматизація технологічних процесів.

Спосіб одержання енергії, яка була необхідна для виконання механічної роботи у виробничих процесах, на всіх етапах розвитку людини впливав на розвиток виробничих сил і мав дуже важливе значення. Створення нових, найбільш удосконалених двигунів, перехід до нових приводів робочих машин є дуже масштабними віхами на шляху розвитку машинного виробництва. Заміна двигунів, які реалізували енергію падаючої води парової машини, була потужнім поштовхом до розвитку виробництва у позаминулому віці - віку пари. Перший двигун, за допомогою якого був виконаний електропривод, був збудований у 1838 році академіком Якобі. Ті досягнення, які відбувалися у 70х роках XIX сторіччя в області конструювання електродвигунів постійного струму не привели до широкого використання електричної енергії в електроприводах, а використовувалися лише для освітлення, оскільки система постійного струму на давала можливості рішення задач з передачі і розподілу електричної енергії, що і гальмувало розвиток електроприводу. XX вік одержав назву віку електрики у першу чергу тому, що основним джерелом механічної енергії став більш удоскоішлений електричний двигун і основним видом приводу робочих машин є електричний привод.

Електричний привод в наш час є найбільшим споживачем електричної енергії: із усього великого об'єму електроенергії, яка виробляється, більше половини перетворюється у механічну енергію, яка необхідна для роботи машин і механізмів у всіх галузях народного господарства і у побуті. У зв'язку із цим енергетичні показники електроприводів мають важливе значення і в першу чергу питання економного споживання електричної енергії.

Це питання потребує розробки заходів, які були б направлені на підвищення ККД електроприводів, з одного боку, і на зменшення споживання електричної енергії, - з іншого.



1. Загальна частина

1.1 Основні типи механізмів безперервного транспорту

До механізмів безперервного транспорту належать конвейєри різних типів: стрічкові, ланцюгові, роликові, гвинтові, які застосовуються для переміщення сипучих вантажів на території цеху або між цехами.

Рис.1. Стрічковий конвеєр:

1- несуча стрічка; 2 тяговий (приводний барабан); 3-передавальний механізм;4 - електродвигун; 5 - ведений барабан; 6 - натягувальнип пристрій; 7-опорні ролики.

На два барабани натягнута суцільна стрічка 1 (з текстильного чи прогумованого, чи сталевого матеріалу). Правий барабан 2 є тяговим (приводним), з приводом від електродвигуна 4 через механічну передачу 3 (ремінну, редукторну). Підшипники веденого барабана 5 мають можливість переміщатися прямолінійно між спрямувальними опорами, що забезпечує за допомогою вантажу С20 і відвідного шківа 6 підтримання попереднього натягу стрічки конвеєра у процесі експлуатації. Для зменшення провисання стрічки під дією транспортованого вантажу вздовж неї встановлюють набір опорних роликів 7 які обертаються силою тертя між стрічкою і роликом. Стрічки, верхні і нижні опорні ролики разом із рамою складають несучу конструкцію конвеєра.

Ланцюгові конвеєри складаються із трьох паралельних ланцюгів, які приводяться до руху трьома ланцюговими колесами, які сидять на одному валу. Для усунення провисання робочих відгалужень ланцюги рухаються по напрямній. Такі типи конвейєрів застосовуються для пересування великих штучних вантажів.

Ковшові конвеєри (елеватори застосовуються для пересування сипучих вантажів у вертикальному напрямку.

Роликові конвеєри, як і ланцюгові, застосовуються для пересування штучних вантажів. Роликові конвеєри застосовуються у прокатних цехах для подачі зливків у прокатний стан і переміщення прокатного сортаменту до інших цехів.

Гвинтові конвеєри застосовується для пересування сипучих вантажів у горизонтальному чи нахиленому напрямку. Всередині закритого жолоба, по якому повинен переміщатися сипучий матеріал, розташований гвинт. Цей гвинт приводиться до обертання електрдвигуном. Гвинт безперервно захватує матеріал і пересуває вздовж жолоба.

Стрічковий конвеєр належить до механізмів неперервного транспорту. Такі механізми використовують для переміщення вантажів або пасажирів у строго визначеному напрямку і на обмежену відстань. їхні робочі органи безпосередньо або через механічні передачі приводяться у рух електродвигунами.

Конвеєри склааються з тягового пристрою і несучого органа з підтримуючими і направляючими елементами, з тягового (приводного) і веденого барабанів або коліщат, натягувального пристрою, завантажувального і розвантажувального пристроїв і рами.

Конвеєри не вимагають регулювання швидкості. Схеми керування ними повинні забезпечувати плавний автоматичний розгін електроприводів, а для довгих стрічкових конвеєрів - спеціальний пристрій для плавного розгону. Конвеєри працюють у важких умовах (запорошеність, згущування мастила, агресивне середовище) і пускаються у хід з великими моментами навантаження (іноді більшими від номінального); тому надійність їхніх електроприводів повинна бути підвищеною.

1.2 Типи двигунів для конвеєрів і особливості їх вибору

Для конвеєрів застосовують асинхронні двигуни із короткозамкненим ротором, оскільки ці механізми не вимагають регулювання швидкості і потужність їх невелика. Для конвеєрів, які працюють на відкритому повітрі і у запилених приміщеннях, застосовують закриті двигуни, при роботі у звичайних умовах, застосовують - захищені.

Для стрічкових конвейєрів застосовують двигуни - шківи. В цих двигунах внутрішня частина нерухома, а зовнішня обертається навколо неї (статор і ротор міняються місцями). При встановленні на конвейєр такого двигуна габарити його не зростають.

Конвейєри, які працюють на відкритому повітрі, при запуску взимку можуть збільшити момент, оскільки змащування застигає. Окрім того, запуск конвейєра після раптової зупинки може відбуватися із навантаженою стрічкою, тому для таких конвейєрів необхідно вибирати двигуни із підвищеним пусковим моментом.

Якщо у транспортерів привід багатодвигунний, то двигуни працюють на загальне механічне навантаження. З метою вирівнювання навантаження необхідно застосовувати двигуни із фазним ротором і додавати сталі опори у ланцюг ротора.

1.3 Розробка схеми автоматичного управління приводом

Принципова схема електроприводу окремих ліній конвеєра, швидкості руху яких повинні бути строго однакові.Така необхідність виникає в поточному виробництві, коли різні вироби після необхідних технологічних операцій на окремих лініях повинні зустрічатися на складальній дільниці в суворій відповідності одна з одною. Схема дозволяє одночасно пускати і зупиняти кілька конвеєрних ліній і регулювати їх швидкість руху. Узгоджений рух досягається включенням двигунів за схемою синхронного валу з загальним перетворювачем частоти ПЧ. Регулювання швидкості двигунів Д1 і Д2 здійснюється зміною швидкості ПЧ за допомогою редуктора Р із змінним передавальним відношенням.Дозвіл на пуск конвеєрів дається операторами,які стежать за роботою конвеєрів на найбільш відповідальних ділянках. Натискання на кнопки готовності Г1 і Г2 викликає запалення сигнальних ламп ЛС1 і ЛС2 і спрацьовування реле РГ1 і РГ2. Останні підготовляють ланцюг пускового реле РП. При натисненні на кнопку Пуск спрацьовує РП, яке включає контактор Л1. Відбувається однофазная синхронізація положення ПЧ, Д1 і Д2. Через витримки часу маятникові реле, вбудовані в контактори Л1 і Л2, послідовно включається Л2, відключається Л1 і включається ЛЗ. Здійснюється реостатний пуск двигуна перетворювача частоти за принципом часу (реле часу РУ1, РУ2, Руз).



Схема електроприводу конвеєрних ліній з узгодженим рухом

1.4 Описаня монтажної схеми

Схема з'єднань визначає конструктивне виконання електричних з'єднань елементів у виробі. Нa схемі зображують всі пристрої та елементи, що входять до складу виробу, їх вхідні і вихідні елементи (з'єднувачі, плати, затискачі ит.п.) і з'єднання між ними. Пристрої зображують у вигляді прямокутників або упрошенних зовнішніх обрисів, елементи - у вигляді умовних графічних позначень, встановлених у стандартах ЕСКД, прямокутників або спрощених зовнішніх обрисів. Всередині прямокутників або упрощенних зовнішніх контурах, що зображують елементи, допускається розміщати їх умовні графічні позначення, а для пристроїв - їх структурні, функціональні або принципові схеми. Вхідні і вихідні, елементи зображують умовними графічними позначеннями. Розташування зображень вхідних та вихідних елементів або висновків всередині умовних графічних позначень пристроїв і елементів повинно наближено відповідати їх дійсному розташуванню в пристрої або елементі.

Розташування графічних позначень пристроїв та елементів на схемі має приблизно відповідати їх дійсному розміщенню у виробі. Допускається на схемі не відображати розташування пристроїв і елементів у виробі, якщо схему виконують на декількох листах або розміщення пристроїв та елементів на місці експлуатації невідомо. Елементи, які використовуються у виробі частково, допускається зображувати на схемі неповністю.

Близько умовних графічних позначень пристроїв і елементів вказують позиційні позначення, присвоєні їм принциповою схемою. Близько або всередині графічного позначення пристрою допускається вказувати його найменування і тип або позначення документа, на підставі якого пристрій застосовано. При відсутності принципової схеми вироби позиційні позначення пристроїв, а також елементів, що не увійшли в принципові схеми складових частин вироби, присвоюють відповідно до ГОСТ 2.71081 за правилами.

На схемі потрібно вказувати позначення виводів (контактів) елементів (пристроїв), нанесені на виріб або встановлені в документації виробу. Якщо в конструкції пристрою або елемента і в його документації позначення входу і вихідних елементів не вказані, то допускається умовно присвоювати їм позначення на схемі, розміщуючи відповідне пояснення на полі схеми.

Пристрої з однаковими зовнішніми з'єднаннями зображають на схему з зазначенням підключень тільки для одного з них.

Якщо пристрої мають самостійні схеми підключення, тони схемою вироби допускається не показувати приєднання проводів та жил кабелів до вхідних і вихідних елементів. При зображенні з'єднувачів окремі контакти допускається не зображення а замінювати їх таблицями із зазначенням підключення контактів. Таблиці можна поміщати близько зображення з'єднувача, на полі схеми або на наступних листах схеми. В останньому випадку їм присвоюють позиційні значення відповідних з'єднувачів. У таблиці допускається вказувати додаткові відомості, наприклад, дані дроти.

Кожному елементу схеми присвоюється буквенне або буквенно-цифрове позначення відповідно до його призначення. Наприклад, контактори реверсування позначаються літерами В (рух «Вперед») та Н ( «Назад»); максимальне реле РМ; універсальний перемикач 1УП2, 1УПЗ (тут перша цифра позначає номер перемикача, а остання номер його контакту).

Всі з'єднувальні проводи в електричних схемах зазвичай мають систематизоване цифрове або буквено-цифрове маркування. У складних схемах приводу різні ланцюги маркують різними групами цифр: наприклад, головні ланцюги з 1 до 99 ланцюга управління з 101 до 199, ланцюги захисту і відключення з 201 до 299, ланцюги сигналізації і блокувань з 301 до 399іт. д. Зазвичай дроти, що мають позитивний потенціал, маркують непарними цифрами, а дроти з негативним потенціалом парними. Провід на ділянках повного падіння напруги між елементами схеми маркують числами, що закінчуються нулем. У ланцюгах змінного струму маркування проводиться за розділенням цифр на групи з окремих фаз.



2. Розрахункова частина

2.1 Попередній розрахунок потужності приводного електродвигуна і вибір його типа за каталогом.

Для попереднього розрахунку потужності приводного електродвигуна використовуємо графік статичних зусиль, який зображений на рис. 1

Еквівалентне значення зусиль за цикл визначається за формулою 2.1

Рис.2

Час tmax та tmin можна прийняти однаковими, тобто:

Приведена потужність двигуна визначається:

де к-1,1-1,2 коефіцієнт динамічної роботи двигуна; ?- ККД редуктора;

V- швидкість редуктора (м/сек.).

Потужність приведена до ПВ% за каталогом:

механізм електродвигун транспорт

ПВ- тривалість включення за діаграмою навантаження;

ПВкат- тривалість включення за каталогом

Тривалість включення визначається:

За розрахунковою потужністю із каталогу вибирається асинхронній електродвигун із фазним ротором типу МТВ 411-6; 380 В; 50 Гц; ПВ=40%; Рн=16 кВт; n=710 об/хв.; Ммакс=32 Н·м ; nмакс=1900 об/хв.

Передатне число редуктора:

Визначаємо необхідну кутову швидкість двигуна:

2.2 Визначення статичних моментів і моменту інерції, які приведені до валу двигуна

Якщо рух здійснюється із максимальною і мінімальною масами статичні моменти визначаються за відповідними формулами:

Приведені до валу двигуна моменти інерції за максимальною і мінімальною масами визначаються за формулами:

де: Jp-приведений момент інерції редуктора і елементів конвеєра, кг

-приведений момент інерції поступового руху маси, кг

Перевіряємо правильність вибору потужності електродвигуна за номінальним моментами.

Номінальний момент двигуна визначається за формулою:

Критичний момент двигуна визначається за формулою:

2.3 Розрахунок пускових і гальмівних механічних характеристик

Природна механічна характеристика будується по формулам:

де:

Мкр - критичний момент,

Мн - номінальний момент,

? - перевантажена здібність. По каталогу ?=3

Sкр - критичне ковзання

Sн - номінальне ковзання

S - поточне ковзання

?0 - частота обертання



Номінальний момент двигуна визначається за формулою:

Критичний момент двигуна визначається за формулою:

Рн - номінальна потужність

Рн =16 кВт

nн - номінальні оберти

nн =710 об/хв.

Номінальне ковзання визначається по формулі:

Критичне ковзання визначається по формулі:

Cинхронна частота обертів двигуна визначається по формулі:

Розрахунок природної характеристики виконуємо по формулам:



Розрахунок природної механічної характеристики заповнюємо в таб.1

ІS	00	00.05	00.1	00.15	00.2	00.3	00.35	00.4	00.5	00.6	00.7	00.8	00.9	11.0
ЦM	00	1111.7	1194.6	2245.3	2266.6	2261.2	2247.6	2233.6	2205.4	1181.3	1161	1144	1130.4	1118.7
/c	1104.7	999.5	994.23	889	884	773	668	663	552	442	331	221	110.4	00

Таблиця 1

По табл.1 будуємо природну механічну характеристику



Механічна характеристика електропривода



2.4 Розрахунок пускових і гальмівних опорів

Активний опір обмотки ротора визначив із виразу

де - номінальний опір роторного ланцюга, Ом;

- номінальний значення струм ротора та напруги.

На діаграмі пуску опору Rp відповідає відрізок 8-9, який дорівнює 6мм.

Знайдемо площу опору:

mR=

Опір роторного ланцюга на штучних характеристиках будуть дорівнювати:

R1=R1=mR · відрізок 8-11=0,085 Ом/мм·38мм=3,23 Ом;

R2=R2=mR · відрізок 8-10=0,085 ·16=1,36 Ом;

Опір роторного ланцюга у режимі проти включення:

Rп=mR · відрізок 8-12=0,085·112=9,52 Ом;

Опір секцій реостата :

Ом (відрізок 10-11)



3.Заходи з техніки безпеки

Забезпечення електробезпеки під час експлуатації електроустаткування є однією з найважливіших задач електроенергетики. Одним із основних заходів, що сприяє вирішенню цієї задачі, є удосконалення нормативної бази в галузі електробезпеки і в першу чергу удосконалення правил експлуатації електрозахисних засобів. Як свідчить вітчизняний і зарубіжний досвід, саме впровадження більш жорстких вимог до правил безпечної експлуатації електрозахисних засобів у поєднанні з удосконаленням та розробкою нових конструкцій електрозахисних засобів є чинником різкого скорочення електротравматизму.

До недавнього часу в Україні чинними були ”Правила применения и испытания средств защиты, используемых в електроустановках” (видання 7-е, М: енергоатомвидав, 1983), у яких не враховувалися вимоги нових, концептуальних положень з питань охорони праці, сформульованих у Законах України ”Про охорону праці” та ”Про електроенергетику”.

Введення на території України з 1 серпня 2001 року нових ”Правил експлуатації електрозахисних засобів” (ДНАОП 1.1.10-1.07-01) сприяло підвищенню рівня електробезпеки під час експлуатації електроустановок. Проте навіть нова нормативна база не дає відповіді на велике розмаїття складних питань експлуатації електрозахисних засобів. У зв'язку з цим автори підготували до видання новий посібник, виклавши в ньому поряд з питаннями експлуатації електрозахисних засобів також нові: експлуатація стаціонарних і переносних екранувальних засобів, застосування електрозахисних засобів під час виконання робіт на струмоведучих частинах електроустановок під наведеною напругою.

Діючими називають те електроустаткування, яке може знаходитися під напругою. У діючому електроустаткуванні здійснюються роботи по оперативному обслуговуванню і ремонтні роботи. Робота у електроустановках дуже небезпечна оскільки людина може бути уражена електричним струмом.

Основою безпечної роботи з електроустаткуванням повинна бути висока технічна грамотність персоналу, який обслуговує його, дисципліна і необхідне виконання ПТЕ і ПТБ.

При профілактичних і ремонтних роботах із електроустаткуванням необхідно додержуватися технічних і організаційних мір безпеки з тим, щоб виключити можливу подачу напруги на місце роботи, випадкове наближення або торкання струмоведучих частин, які залишилися під напругою. Для цього необхідно:

а) вмикати блокування, ставити механічний запор на привод, встановлювати тимчасовій огорожу;

б) встановлювати попереджувальні плакати на комутаційній апаратурі, на постійній і тимчасовій огорожі;

в) до заземлюю чого пристрою приєднати затискач переносного заземлення;

г) перевірити, чи є напруга на відключеній для роботи частині установки, якщо її немає, то на струмоведучі частини встановити переносне заземлення;

д) на місці роботи вивісити плакат ”Працювати тут”

Персонал, який обслуговує електроустаткування, називається електротехнічним і виконує кожен свою роботу:

1. черговий персонал - здійснює оперативне обслуговування електростанції, підстанції, розподільчих мереж; виконує огляди і оперативне переключення електрообладнання, підготовку робочих місць для монтажних і ремонтних робіт і організовує допуск до цих робіт;

2. ремонтний і налагоджувальний персонал здійснює поточні, капітальні ремонти і наладку обладнання.

До роботи із електроустаткуванням допускаються ті робітники, яким присвоєна відповідна кваліфікаційна група з техніки безпеки.

При експлуатації установки необхідно виконувати.

«Правила техніки безпеки при експлуатації електроустановок промислових підприємств».

Забороняється робити заземлення окремих частин апаратури послідовно. Кожна точка підлягає заземлення, повинна бути приєднана безпосередньо до контуру заземлення.

Робота на установці дозволяється тільки при наявності надійного заземлення шафи керування, кнопкового посту, металевих частин конвеєра.

Слід пам'ятати, що робота без заземлення небезпечна для життя!Категорично забороняється розкривати і робити регулювання механізмів під час роботи установки.

Підключення, відключення та ремонт установки руйнується виробляти налагоджувальникові.

Приступаючи до огляду або ремонту установки, слід заздалегідь відключити її від мережі, повісивши на рубильник і на кнопковий пост щитки з написом-«не включається! ПРАЦЮЮТЬ ЛЮДИ! » і дотримуватися правил техніки безпеки під час обслуговування електричних установок.

Відповідальність за техніку безпеки на ділянці несе начальник ділянки або майстер.



Висновок

Управління електроприводами полягає у здійсненні пуску, регулювання швидкості, гальмування, реверсування, а також підтримання режиму роботи приводу відповідно до вимог технологічного процесу.У найпростіших випадках пуск, регулювання швидкості і гальмування здійснюється за допомогою апаратів ручного управління. Застосування цих апаратів пов'язане з додатковою витратою часу на управління і, отже, знижує продуктивність механізму. Крім того, застосування апаратів ручного управління виключає можливість дистанційного керування, що неприйнятним в ряді сучасних автоматизованих установок.

Прагнення усунути подібні недоліки ручного управління призвело до створення апаратів напівавтоматичного і автоматичного управління.

Автоматичне керування електроприводами є однією з основних умов підвищення продуктивності механізмів та виробництва продукції високої якості.

Крім того, автоматизація спрощує обслуговування механізмів, дає можливість здійснити дистанційне керування електроприводами. Останнє особливо важливо там, де не можна керувати двигунами в безпосередній близькості за умовами територіального розташування машин або у зв'язку з особливостями технологічного процесу.



Список літератури

Чиликин М.Г., Сандлер А.С. «Общий курс электропривода: учебник для вузов.» -- 8-е изд., доп. И перераб. -- М.:Энергоиздат, 2004. -- 576 с., ил.

Забродин Ю.С. «Промышленность электроника: учебник для вузов.» -- М.:Высш.школа, 2002. -- 496 с., ил.

Руденко В.С. «Приборы и устройства промышленной электроники.» -- К.:Техника, 2005. -- 368 с.

Лебедев А.М и др. «Следящие электроприводы станков с ЧПУ.» -- М.:Энергоатомиздат, 2003. -- 223 с., ил.

Методические указания к курсовому проекту по автоматизированому електроприводу. Днепропетровск 1981 г. 17 с.

Размещено на Allbest.ru