Устройство станка IK825Ф2 и его эксплуатация

Ц_э - стоимость одного кВтч электроэнергии (на ОАО “НЛМК” в 2005 году заложено 0,94 руб);

Потери мощности в системе тиристорный преобразователь - двигатель определяется по выражению:

, кВт	(4.10)

где Р_дв - потери мощности в двигателе, кВт;

Р_тп - потери мощности в тиристорном преобразователе, кВт;

Р_тр - потери мощности в питающем трансформаторе, кВт;

Р_доп - дополнительные потери на охлаждение, смазку, систему управления, кВт;

К - коэффициент, учитывающий увеличение потерь от пульсирующего характера выпрямленного тока, принимается 1,2.

Потери мощности в двигателе определяются по формуле:

, кВт	(4.11)

где Р_{ном дв} - номинальная мощность двигателя;

_{ном дв} - номинальный КПД двигателя.

кВт	(4.12)

Потери мощности в питающем трансформаторе:

, кВт	(4.13)

где Р_хх - мощность холостого хода трансформатора, кВт;

К_зт - коэффициент загрузки трансформатора;

Р_кз - мощность короткого замыкания трансформатора.

Коэффициент загрузки трансформатора:

	(4.14)

где S_макс - полная мощность нагрузки трансформатора, принимается равной мощности тиристорного преобразователя, кВА;

S_нт - полная мощность трансформатора кВА.

	(4.15)

Подставляя значения в формулу (4.13) получим:

кВт	(4.16)

Дополнительные потери на охлаждение, смазку, систему управления и т. д. принимаются равными 1% от номинальной мощности двигателя:

Рдоп = 110 0,01 = 1,1 кВт.	(4.17)

Потери мощности в тиристорном преобразователе возникают главным образом из-за падения напряжения на управляющих тиристорах вследствие импульсного характера тока и составляют приблизительно 3% от мощности преобразователя. Таким образом:

Ртп = 120 0,03 = 3,6 кВт.	(4.18)

Подставляя значения в выражение (4.10) получим:

кВт	(4.19)

Стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах схемы привода из выражения (4.9) соответственно:

руб.	(4.20)

Годовые эксплуатационные расходы (С) систем электропривода из выражения (4.1) получаются:

С = 53735 + 3429 + 143180 = 200334 руб.	(4.21)

Приведенные затраты по базовому варианту определяются из выражения:

З = Ен К + С, руб/год	(4.22)

где Е_н - коэффициент сравнительной экономической эффективности (для предприятий ЧМ принимается равным 0,15 о.н.е.);

К - капитальные вложения согласно смете спецификации, руб;

С - годовые эксплуатационные затраты в процессе эксплуатации, руб;

З = 0,15 593762 + 200334 = 289398 руб/год	(4.23)

Смета на электрооборудование второго варианта приведена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 Смета на электрооборудование второго варианта

Наименование	Наименование	Коли-	Сметная стоимость, руб.
Прейскуранта	оборудования	чест- во	За единицу, руб.	Общая
1. ОАО “Электропроект”	Двигатель 75 кВт 4ПН400 22МУ3	1	105000	105000
2. ОАО “Электромашина-М”	Тиристорный пр-ль ЭПУ1-2 92 кВт	1	219600	219600
Итого по оборудованию, руб.	324600
Транспортные расходы, 10 %	32460
Итого оборудование, руб.	357060
Строительно - монтажные работы 20 %	71412
Заготовительно - складские расходы 1,2 %	4285
Плановые наложения от строительно - монтажных работ 1,2 %	4285
Итого строительно - монтажных работ, руб.	79982
Общая сумма капитальных затрат, (К)	436912

Согласно /15/ таблица 13 принимаем норму амортизационных отчислений для двигателя равную 10,9%, для тиристорного преобразователя - 10%. Тогда амортизационные отчисления по, новому варианту согласно (4.3) получаются:

	(4.24)

Подставляя полученное значение в (4.2) получим:

, руб.	(4.25)

Годовые расходы определяются по формуле (4.5):

где а - нормативный коэффициент отчисления на обслуживание и ремонт /15/ таблица 14 принимаются 40,5 - для двигателя и 3 - для тиристорного преобразователя.

руб.	(4.26)

руб.	(4.27)

Сро = 2835 + 276 = 3111 руб.	(4.28)

Стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах схемы привода:

Потери мощности в двигателе согласно (4.11)

кВт	(4.29)

Коэффициент загрузки трансформатора из выражения (4.14)

	(4.30)

Подставляя значения в формулу (4.13) получим:

кВт	(4.31)

Дополнительные потери на охлаждение, смазку, систему управления и т. д. принимаются равными 1% от номинальной мощности двигателя:

Рдоп = 70 0,01 = 0,7 кВт.	(4.32)

Потери мощности в тиристорном преобразователе см лист:

Ртп = 92 0,03 = 2,76 кВт.	(4.33)

Подставляя значения в выражение (4.10) получим:

кВт	(4.34)

Стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах схемы привода (4.9):

руб.	(4.35)

Годовые эксплуатационные расходы (С) систем электропривода (4.1):

С = 45697 + 3111 + 112048 = 160856 руб.	(4.36)

Приведенные затраты по новому варианту (4.22):

З = 0,15 436912 + 160856 = 226392 руб/год	(4.37)

Согласно критерию экономичности при технико-экономическом сопоставлении различных вариантов наиболее выгодным является вариант с минимальными приведенными затратами (З). В данном случае при сопоставлении двух вариантов по критерию экономичности выгодным оказался второй вариант, т. к. приведенные затраты меньше чем в первом варианте.

Экономический эффект (Э) от предлагаемых мероприятий определяется по формуле:

, руб.	(4.38)

где С₁ и С₂ - эксплуатационные расходы сравниваемых вариантов, руб.;

К₁ и К₂ - капитальные затраты сравниваемых вариантов, руб.

 руб.

Срок окупаемости (Т) дополнительных капиталовложений:

(4.39)

где К₁ и К₂ - капитальные вложения по вариантам;

Э - экономический эффект, руб.

года.

Вывод Как видно по результатам вычислений, новая система электропривода эффективнее базовой. Экономия капитальных вложений объясняется тем, что установочная мощность новой системы меньше базовой.

На основании вышеприведенного можно увидеть, что экономически обосновано, что, выбирая двигатели и тиристорные преобразователи новой серии, можно добиться экономии как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов.

5. Мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике и охране природы

5.1 Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрооборудования станков

Согласно /13/ должны быть предусмотрены следующие мероприятия по обеспечению электробезопасности электроустановки:

· режим контроля питающей сети;

· защита от случайного проникновения к токоведущим частям электроустановки;

· контроль и профилактика повреждений изоляции;

· заземление;

· защитное отключение;

· применение защитных средств;

· организационные и технические мероприятия.

Сеть между двигателем и тиристорным преобразователем является двухпроводной с изолированными проводами. Это необходимо по техническим соображениям и независимо от опасности поражения электрическим током применяется именно эта схема.

Питание тиристорного преобразователя осуществляется от распределительной шины 380В через разделительный трансформатор, распределительная шина расположена вдоль стены на высоте 3 м на изоляторах. Ошиновка подключена к масляному выключателю, с другой стороны к которому прикреплены провода, питающие тиристорный преобразователь. Кабель уложен в подземный бетонированный кабельный канал, накрытый сверху рифлеными листами железа. Края каналов закреплены металлическими заземленными уголками.

Тиристорный преобразователь помещен в металлический шкаф, в котором также размещен разделительный трансформатор. Двери шкафа и ограждения оснащены блокировкой, которая обеспечивает отключение масляного выключателя при открывании дверей ограждения или шкафа. Для снятия блокировки кроме закрытия дверей необходимо нажать кнопку “Пуск”.

Подвод питания к электродвигателю осуществляется с помощью кабеля, уложенного в подземный кабельный канал.

Кабели для питания тиристорного преобразователя и двигателя - бронированные для защиты от возможных механических повреждений.

Контроль изоляции цепи 380 В осуществляется периодически при отключенной установке. При этом измеряется сопротивление изоляции отдельных участков сети, трансформаторов, электрических аппаратов, двигателя. Измеряются сопротивление каждой фазы относительно земли защитным аппаратом.

Нормальным сопротивлением изоляции кабеля ниже 1000 В считается 0,5 МОм, измерения производятся мегомметром на напряжение 1000 В.

Контроль изоляции сети между двигателем и тиристорным преобразователем, а также сети напряжением 380 В осуществляется постоянно, так как повреждение и пробой изоляции приводит к возникновению повышенной опасности поражения человека электрическим током. Контроль осуществляется прибором ПКИ. Отсчет сопротивления изоляции производят по шкале прибора. При снижении сопротивления изоляции до предельно допустимого уровня 0,25 МОм прибор подает звуковой и световой сигналы.

Сопротивление изоляции двигателя и тиристорного преобразователя составляют 0,5 МОм в нормальном состоянии, трансформатора - 1,5 МОм, и измеряется мегомметром на 500 В и 1000 В.

Защитное отключение обеспечивает отключение установки при возникновении аварийных режимов.

Контроль напряжения на корпусе трансформатора, преобразователя, двигателя осуществляется с помощью схемы, реагирующей на напряжение корпуса относительно земли. В схемах этого типа датчиком служит реле напряжения, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем. Схема осуществляет защиту от глухих замыканий на землю и пригодна в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Достоинством схемы является ее простота. Недостатки - необходимость применять вспомогательный заземлитель, неселективность при общем заземлении и отсутствие самоконтроля.

Для контроля напряжения фазы относительно земли используют схему, приведенную на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 Схему для контроля напряжения фазы относительно земли

Датчики включены между фазами и землей и измеряют напряжение фаз относительно земли, близкие в номинальном режиме к фазовым напряжениям источника питания. При повреждении изоляции фазы напряжение этой фазы относительно земли уменьшится. Если напряжение этой фазы окажется ниже уставки, то сеть отключается. Отключение произойдет и при обрыве цепи любого реле. Таким образом осуществляется самоконтроль.

Достоинством схемы является четкое срабатывание при глухом замыкании на землю независимо от сопротивления изоляции и емкости сети, а также самоконтроль схемы.

Недостаток - применение большого числа реле.

Для защиты преобразователя от режима короткого замыкания в кабельной линии, питающей двигатель, в ЭПУ применен автоматический выключатель, разрывающий цепь при замыкании любой из линий на землю или между собой.

При срабатывании любой из перечисленных защит обеспечена световая сигнализация, свидетельствующая о неисправности той или иной части установки.

Сопротивление заземляющего устройства не более 4 Ом.

Электродвигатель, тиристорный преобразователь, трансформатор заземлены. Для этого соответствующие болты заземления подключены к контуру заземления медным проводом сечением не менее 2,5 мм².

Все электротехнические защитные средства периодически проходят проверку и на них указывается срок безопасного применения.

Технические средства безопасности, предусмотренные в конструкции станка.

1. Футляр, закрывающий клиноременную передачу и сменные шестерни.

2. Станина имеет резьбовое отверстие, в которое ввинчивается заземляющий оцинкованный винт.

3. Вводной автомат для включения и выключения общего электропитания.

Правила техники безопасности по эксплуатации станка.

1. Перед включением станка убедитесь, что его пуск не опасен для людей, находящихся у станка.

2. В первый период после пуска станка не рекомендуется работать на максимальных оборотах шпинделя.

3. Обеспечить надежное крепление детали.

4. При обработке детали в центрах запрещается применять центры с изношенными конусами.

5. При обработке деталей в патронах не допускается выступание кулачков за наружный диаметр патрона. В случае большого диаметра обрабатываемой детали необходимо применять специальные патроны.

6. Надежно закреплять бабку и пиноль, так как при плохом креплении детали креплении деталь может вырваться из центров.

7. Перед установкой патронов и планшайбы необходимо тщательно протереть их. После установки надежно закрепить.

8. Запрещается работать на станке со снятыми или открытыми ограждениями.

9. Запрещается прикосновение руками к вращающимся частям станка, а также к обрабатываемой детали.

10. Во избежание захвата одежды вращающимся ходовым винтом, ходовым валиком, и другими вращающимися частями необходимо аккуратно заправить спецодежду, волосы убрать под головной убор.

11. Запрещается производить уборку, чистку, смазку, установку и съем детали при работе станка.

12. При обработке пруткового материала, выступающего из заднего конца шпинделя, необходимо установить ограждение.

13. При обработке длинных нежестких деталей необходимо применять люнеты.

14. Для того чтобы избежать случайного прикосновения к токовым частям, перед включением вводного автомата необходимо закрыть дверцы электрошкафа на замок специальным трехгранным ключом.

15. В случае неисправности электрооборудования станка необходимо вызвать электрика. Категорически запрещается производить ремонт электрооборудования лицам, не имеющим соответствующего удостоверения на право ремонта электроустановок.

16. Перед осмотром или ремонтом электрооборудования станка необходимо включить выключить вводной автомат и вывесить предупредительный плакат “Не включать - ремонт”. “Не включать - наладка”.

17. Подступы к электрошкафу и рабочее место на должны быть загромождены.

5.2 Противопожарная техника безопасности на станках

Для станков токарной группы существует свод правил при правильной эксплуатации рабочими электрооборудования станка.

1. Привести в прядок рабочее место: убрать все лишнее.

2. Проверит состояние станка: в исправности электропроводки, зануляющих проводов, рукояток и маховиков управления станка.

3. Подключить станок к электросети, включить местное освещение и отрегулировать положение светильника так, чтобы рабочая зона была хорошо освещена.

4. Выбор и установка электродвигателей, пускорегулирующей аппаратуры, контрольно-измерительной аппаратуры, устройств защиты, а также всего электрического и вспомогательного оборудования к ним, должны соответствовать требованиям ПУЭ и условиям окружающей среды.

5. На электродвигателях и на приводимых ими механизмах должны быть нанесены стрелки, указывающие направления вращения механизма и двигателя. На пускорегулирующих устройствах должны быть отключены положения “пуск” и “стоп”.

6. Выводы статорной и роторной обмоток и кабельной воронки должны быть закрыты ограждениями. Вращающиеся части машин должны быть закрыты ограждениями, снятие которых во время работы машин запрещается.

7. Электродвигатели с принудительной смазкой подшипников должны иметь блокировку, отключающую электродвигатель при прекращении подачи смазки.

8. Для контроля наличия напряжения на групповых щитках и сборках электродвигателей должны быть установлены вольтметры или сигнальные лампы.

9. Электродвигатель немедленно (аварийно) отключается от сети при:

а) несчастном случае (или угрозе его) с человеком, требующим немедленной остановки электродвигателя;

б) появления дыма или огня из электродвигателя или его пускорегулирующей аппаратуры;

в) вибрации сверх допустимых норм, угрожающей целости электродвигателя;

г) поломке приводного механизма;

д) нагреве подшипников сверх допустимой температуры, указанной в инструкции завода изготовителя;

е) значительном снижении числа оборотов, сопровождающемся быстрым нагревом электродвигателя;

10. Обязательно выключать станок при уходе даже на короткое время, при перерывах в подаче электроэнергии или при измерении обрабатываемой детали, а также при регулировке, уборке и смазывании станка.

11. Периодичность капитальных и текущих ремонтов электродвигателей, работающих в нормальных условиях, устанавливается главным энергетиком. В зависимости от местных условий, как правило, текущий ремонт и обдувки электродвигателей должны производиться одновременно с ремонтом приводимых механизмов.

Для предотвращения возникновения пожара в помещении предусмотрена электрическая пожарная сигнализация, состоящая из извещающих датчиков, установленных в помещении вальцетокарной мастерской.

Для быстрой ликвидации очагов загорания используются огнетушители типа ОХП-4 и ОУ-2А, которые располагаются в непосредственной близости от станка.

Для предотвращения возможного возгорания в опасных зонах вальцетокарной мастерской оболочки электрических аппаратов, приборов, шкафов, сборок выполнены со степенью защиты IP44. Также используются ряд других первичных средств пожаротушения, таких как песок, ломы, багры, ведра, находящиеся на пожарных щитах или возле них.

Организационные мероприятия по пожарной профилактике проводят с целью обеспечения правильной эксплуатации электроустановки и проведения противопожарного инструктажа среди оперативно - ремонтного персонала.

Комплектные тиристорные электроприводы серии КТЭУ предназначены для работы в закрытых помещениях при отсутствии непосредственного воздействия солнечной радиации, агрессивных сред, с концентрацией токопроводящей пыли не более 0,7 мг/м³. Здание вальцетокарной мастерской в большей степени обеспечивает относительно чистую, сухую и изолированную площадь для установки такого рода электрооборудования.

Помещение для постоянного пребывания обслуживающего персонала комфортабельное, с кондиционируемым воздухом. Это помещение построено с соблюдением строительных норм и правил СНИП II-12-77 и предусматривает защиту акустическим методом от работающего электрооборудования главного привода специального вальцетокарного станка модели IK 825 Ф2, а также от оборудования других механизмов.

Проход между электроприводом и стеной здания вальцетокарной мастерской или рядом установленным агрегатом составляет не менее 0,6 м (так как установка имеет высоту более 1 м).

Для создания благоприятного микроклимата в помещении оператора предусмотрено кондиционирование воздуха.

Для предотвращения попадания персонала под вращающиеся механические части оборудования станка пространство вокруг станка ограждено металлической сеткой с ячейкой 25х25 мм.

5.2.1 Охрана природы

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Утилизация осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом, такими, как медь, молибден, цинк.

В качестве удобрения можно использовать те осадки сточных вод и избыточный активный ил, которые предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

Наиболее эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка. Перспективные технологические способы обезвоживания осадков и избыточного активного ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей термической сушкой и одновременной грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

Наряду с достоинствами получаемого на основе осадков сточных вод и активного ила удобрения следует учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных вод гарантирует, например, получение безвредной биомассы избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения. В настоящее время известно достаточно много эффективных и достаточно простых в аппаратурном оформлении способов извлечения этих примесей из сточных вод. В связи с широким использованием осадка сточных вод и избыточного активного ила в качестве удобрения возникает необходимость в интенсивных исследованиях возможного влияния присутствующих в них токсичных веществ (в частности тяжелых металлов) на рост и накопление их в растениях и почве.

Важное значение также имеют методы утилизации активного ила, связанные с использованием его в качестве флокулянта для сгущения суспензий, получения из активного угля адсорбента в качестве сырья для получения строй материалов и т.д.

Проведенные токсикологические исследования показали возможность переработки сырых осадков и избыточного активного ила в цементном производстве.

Ежегодный прирост биомассы активного ила составляет насколько миллионов тонн. В связи с этим возникает необходимость в разработке таких способов утилизации, которые позволяют расширить спектр применения активного ила.

Литература и ссылки

1. Капунцев Ю.Д. Электрооборудование, привод промышленных предприятий и установок. М., “Высшая школа”, 1979.

2. Под ред. А.Г. Косиловой Справочник технолога - машиностроителя. Том 2. М. “Машиностроение”2001.

3. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М., “Энергоатомиздат” 1981.

4. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. Том 4. М. “Информэлектро”1995 г.

5. Копылова И.П. Справочник по электрическим машинам. М., “Энергоатомиздат” Том 1. 1988.

6. И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы. М., “Энергоатомиздат” 1988.

7. Липкин Б.Ю. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М., “Высшая школо” 1972.

8. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. М., 1968.

9. Большам Я.М. Справочник по проектированию электропривода силовых и осветительных установок. М., “Энергия” 1974.

10. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М., “Энергоатомиздат” 1981.

11. Рыков В.Н. Организация капитального ремонта машин. М., “Машиностроение” 1988.

12. Власов А.Ф. Безопасность при работе на металлорежущих станках. М., “Машиностроение” 1977.

13. Орликов М.Л. Металлорежущие станки. Курсовое и дипломное проектирование. Киев, “Высшая школа” 1987.

14. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

15. Инструкция по определению экономической эффективности.

16. Шаршов И.С. Основы экономической теории. Ч1 Воронеж изд. Воронеж 1991.

17. Волков О.И. Экономика предприятия. Учебник М., Инфра-М, 2002.

18. Под. ред. В.А. Елисеева Справочник по автоматизированному электроприводу. М.: Энергоатомиздат 1983.

19. Методические разработки комиссии экономического цикла, ЛМК.

20. Под. ред. Рабиновича А.А. Крановое электрооборудование. Справочник. Энергия1979.

21. Под. ред. В.М. Перельмутера Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Энергоатомиздат 1998.

22. ОАО “Электромашина - М” E - mail: elmash@kmr.ru

23. ОАО “Электропроект” http://www.elp.ru

24. ОАО “Вамзтрейдинг” hnnp://www.vemp.ru

25. ЗАО “Дельта Электроника” http://www.deltel.ru

26. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией В.Н. Соколова М.: Стройиздат 1992

27. Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989

Размещено на Allbest.ru