Модернизация электрооборудования шлихтовальной машины

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА

6.1 Общие сведения

Электропривод - это система, осуществляющая управляемое преобразование энергии в механическую, а также обратное преобразование. В общем случае в состав электропривода входят преобразователи энергии - электрический, электромеханический и механический, образующие энергетический (или силовой канал), и устройства управления преобразуемой энергией, составляющие информационный канал [16].

При всем многообразии технических реализаций в электроприводе всегда осуществляется один и тот же фундаментальный физический процесс - электромеханическое преобразование энергии, всегда электрическая энергия превращается в механическую работу или за счет механической работы получается электрическая энергия, всегда это происходит в конкретной материальной среде, всегда часть энергии при этом теряется.

Электропривод - основной потребитель электроэнергии: более 60% всей потребляемой в стране электроэнергии преобразуется в механическую работу посредством электропривода.

В современных условиях особое значение приобретает комплекс вопросов, связанных с энергосбережением в электроприводе, поскольку, с одной стороны, особенно острой стала проблема экономии электроэнергии и, с другой стороны - появились реальные возможности ее эффективного решения применительно к главному ее потребителю - электроприводу.

Потребность в сравнении эффективности работы различных преобразовательных устройств возникла тогда, когда появилась возможность решать одну и ту же техническую задачу при разных по конструкции механизмов. Необходимость иметь общую оценку энергетического совершенства этих механизмов определялась не только потребностями общения между специалистами для выявления наиболее удачного решения. Потребитель тоже был заинтересован в наличии понятной оценки потребительской эффективности преобразующего энергию устройства. Когда рабочие механизмы выполняли простые функции с однонаправленной передачей и преобразованием энергии, сложился и широко используется в настоящее время показатель эффективности, известный как коэффициент полезного действия - КПД.

Преобразователи электроэнергии преобразуют переменный ток в постоянный и наоборот, регулируют или стабилизируют выходной ток или напряжение, изменяют частоту переменного тока. В электроприводе применяются два основных типа преобразователей электроэнергии: электромашинные и статические. С точки зрения качества электроэнергии и влияния работы на сеть электромашинные преобразователи имеют преимущества перед статическими, однако, их доля использования постоянно уменьшается, так как они громоздки и имеют худший КПД, чем статические преобразователи.

Среди силовых статических преобразователей наиболее распространенными и перспективными являются полупроводниковые преобразователи (ПП) на базе диодов, тиристоров и транзисторов. По своим энергетическим свойствам статические преобразователи обладают рядом особенностей, главной из которых является генерация высших гармонических токов и напряжений, вызывающих искажение напряжения в питающих сетях и повышенные потери в канале передачи электроэнергии.

Существенным положительным свойством полупроводниковых преобразователей по сравнению с электромашинными являются меньшие потери от первой гармонической составляющей тока. Это объясняется, во-первых, меньшими потерями в самом преобразователе по сравнению с электрической машиной (отсутствуют механические потери, потери на возбуждение электрических машин), и, во-вторых, меньшим числом ступеней преобразования электроэнергии. Номинальный КПД современных полупроводниковых преобразователей довольно высок и составляет: для выпрямителей - 0,95…0,98, а для преобразователей частоты - 0,9…0,95. КПД электромеханических преобразователей существенно ниже.

Несмотря на то, что системы электропривода с двигателями постоянного тока наиболее полно отвечают требованиям регулирования частоты вращения, все большее распространение получают регулируемые электроприводы с асинхронными двигателями. Это объясняется тем, что последние значительно дешевле, более надежны, конструктивно проще, не требуют постоянного и более тщательного ухода во время эксплуатации и имеют более высокий КПД. Простота конструкции позволяет легче решать вопросы использования асинхронных двигателей в условиях текстильной промышленности.

Значительное количество различных способов регулирования скорости асинхронных двигателей можно разделить на две большие группы:

- регулирование с использованием дополнительных источников или преобразовательных устройств;

- использование каскадных схем с введением добавочных ЭДС в ротор двигателя, а также системы частотного управления, в которых для питания двигателя служат индивидуальные источники переменной частоты и напряжения.

Непосредственно использовать энергию скольжения для производственных целей, как правило, невозможно, так как амплитуда напряжения и частота тока ротора не только отличается от соответствующих параметров питающей сети, но и изменяются в функции скольжения двигателя. Поэтому использование энергии скольжения связано с необходимостью включения в цепь ротора преобразователя электрической энергии. Схемы асинхронного электропривода со статическими преобразователями в цепи ротора называются выпрямительными каскадами.

Экономичность регулируемого асинхронного электропривода в каскадных схемах повышают за счет полезного использования энергии скольжения.

Принципиально существует две возможности для полезного использования энергии скольжения - возврат ее в питающую сеть или на вал асинхронного двигателя. На практике наибольшее распространение получили схемы асинхронных вентильных каскадов.

Эффективность вентильного каскада тем выше, чем меньше мощность преобразователя и чем больше количество энергии рекуперируется в сеть или на вал двигателя. Поэтому АВК целесообразно применять в первую очередь для электроприводов большой мощности с длительным режимом работы и небольшим диапазоном регулирования скорости.

Рекуперация электроэнергии повышает энергетическую эффективность данного способа регулирования скорости по сравнению с другими способами.

Коэффициент мощности асинхронного вентильного каскада повышается по мере уменьшения диапазона регулирования скорости.

Выбор системы электропривода осуществляется на основе анализа сравнительных технических данных. Экономическая оценка базируется на принципе минимальных расходов:

минимальных начальных затрат;

эксплуатационных затрат на ремонт;

затрат электроэнергии.

6.2 Расчёт технико-экономических показателей

Рассмотрим две системы электропривода для шлихтовальной машины. Остановимся на следующих вариантах технического решения поставленной в данном дипломном проекте задачи:

- автоматизированный электропривод постоянного тока;

- асинхронный вентильный каскад.

Рассчитаем технико-экономические показатели для асинхронного вентильного каскада.

Начальные затраты определяются путём расчёта капитальных вложений, которые состоят из сметной стоимости электропривода, стоимости пускорегулирующей аппаратуры, стоимости монтажных работ, транспортно-заготовительных расходов и плановых накоплений монтажной организации. Состав существующего электропривода отличается от проектируемого только отсутствием преобразователя и пускорегулирующей аппаратурой. Исходя из этого, будем производить расчёт только разрабатываемой системы с учётом стоимости привода без двигателя.

Сметная стоимость электропривода, , равна стоимости преобразователя и стоимости асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Так как при модернизации шлихтовальной машины вместо одного постоянного электродвигателя устанавливается два асинхронных двигателя, то сметная стоимость электропривода будет равна сумме обоих приводов [17].

Так цена АВК для двигателя мощностью 5,5кВт составит порядка 1500евро., а стоимость электродвигателя 1РН7103-2НF30-ОВВО составляет 1000евро [18].

Цена АВК для двигателя мощностью 12кВт составит порядка 2500евро., а стоимость электродвигателя 1РН7133-2НD03-2KВО составляет 1200евро [18].

Отсюда следует, что

Стоимость пускорегулирующей аппаратуры обычно принимается как 12% стоимости преобразователя. Следовательно:

.

Стоимость монтажных работ вычисляется отдельно для электропривода и рабочего механизма. Для электропривода эту величину можно принять равной 6% от стоимости электропривода, а для рабочего механизма - 5% от стоимости электропривода. Таким образом, стоимость монтажных работ равна:

.

Транспортно - заготовительные расходы составляют 2% от суммы стоимости электропривода и монтажных работ:

.

Плановые накопления монтажной организации составляют 10% от стоимости монтажных работ:

.

Определим затраты на электроэнергию:

,(6.1)

где - полезный расход электроэнергии;

- стоимость электроэнергии (на 20.05.2003г. составляет ).

шлихтовальный машина навой двигатель

,(6.2)

где - полезный расход электроэнергии; - оптимальный КПД привода. .

Таким образом

,

где - длительность работы электропривода в году принимаем равной 2000ч.

.

Определим затраты электроэнергии за год в ценах на сегодняшний день:

.

Амортизационные отчисления составляют 9,5% от сметной стоимости электропривода:

.

Определим издержки на ремонтно-эксплуатационное обслуживание электропривода. Электрооборудование проходит планово-предупредительные ремонты (ППР), периодичность и объем которых регламентируется системой ППР оборудования и сетей промышленной энергетики.

Суммарные ремонтно-эксплутационные издержки рассчитываются по выражению:

,(6.3)

где - зарплата ремонтных рабочих;

- стоимость материалов для ремонта;

- цеховые расходы;

- общезаводские расходы.

Для определения необходимо установить периодичность ремонтного цикла, межремонтного периода и трудоемкость работ по ППР.

Ремонтный цикл, ТР - это отрезок времени в годах между двумя капитальными ремонтами. Межремонтный период, - это отрезок времени в месяцах между двумя текущими ремонтами. Плановая величина ремонтного цикла и межремонтного периода определяется в соответствии с для АВК:

,(6.4)

Где ТТАБЛ - табличное значение ремонтного цикла, равное 6 годам.

tТАБЛ - табличное значение межремонтного периода, равное 15 месяцев.

0 - коэффициент, учитывающий уменьшение ремонтного цикла для машин, отнесённых к категории основного оборудования и равный 0,85.

Численно, плановая продолжительность ремонтного цикла и межремонтного периода для преобразователя по формуле (6.4):

,

.

Определяем количество капитальных и текущих ремонтов в расчете на 1 год:

;

.

По заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоёмкости определяется годовая трудоёмкость ремонтов. Годовая трудоёмкость капитальных и текущих ремонтов электрических машин рассчитывается по формулам:

;(6.5)

Где НКР, НТР - нормы трудоемкости ремонтов преобразователя частоты. Для нашего случая , .

Численно, годовая трудоёмкость капитальных и текущих ремонтов по формулам (5):

;

.

Для пускорегулирующей аппаратуры годовая трудоёмкость капитального и текущего ремонта принимается 25% от трудоёмкости ремонтов электропривода. Следовательно, годовая трудоёмкость ремонтов пускорегулирующей аппаратуры:

;

.

Кроме ремонта оборудования требуется техническое обслуживание. Определим трудоемкость технического обслуживания электрооборудования за год. На каждую рабочую смену ежемесячно планируется 10 табличной трудоемкости текущего ремонта электрооборудования без учета поправочных коэффициентов. Таким образом, трудоёмкость технического обслуживания для двигателя:

.

Трудоёмкость технического обслуживания пускорегулирующей аппаратуры за год принимается равной 25% от трудоёмкости технического обслуживания преобразователя, т.е.: .

По известной годовой трудоёмкости оборудования, учитывая тарифную ставку персонала, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на плату ремонтного персонала за год:

,(6.6)

Где СРЕМ - часовая тарифная ставка ремонтного персонала. Принимаем часовую тарифную ставку 4 разряда, равную 990 руб./ч);

ППР - процент премиальных затрат, равный 25;

ООбщ - отчисление в фонд социальной защиты населения, отчисление в фонд занятости, чернобыльский налог равный 41;

- начисления на выплату дополнительной зарплаты, равные 10%.

ТСУМ - суммарная трудоёмкость по всем видам ремонта и обслуживания.

.

Затраты на заработную плату ремонтному персоналу по формуле (6.6):

.

Стоимость материалов для ремонта электропривода равна 100 от основной зарплаты без учета дополнительных доплат (налоги, доплаты, премии), т.е.:

.

Цеховые расходы принимаем равными 100 от основной зарплаты рабочих без учёта дополнительных доплат, или они равны стоимости материалов для ремонта:

.

Общезаводские расходы составляю 50% от основной зарплаты рабочих без учёта дополнительных доплат, или они равны 50% от цеховых расходов:

.

Численно, годовые затраты по эксплуатации установки по формуле (6.3):

.

Общие эксплуатационные затраты определяем как:

.

Полные затраты определяются как сумма капитальных вложений и общих годовых эксплуатационных затрат:

Аналогичным образом рассчитаем технико-экономические затраты для электропривода постоянного тока.

Сметная стоимость электропривода, , равна стоимости преобразователя, двигателя постоянного тока и вариатора. Так цена преобразователя для двигателя мощностью 15,0кВт составит порядка 3500евро., стоимость электродвигателя ? составляет 4000евро., а вариатор со всеми комплектующими стоит 1000евро.

Стоимость пускорегулирующей аппаратуры обычно принимается как 12% стоимости преобразователя. Следовательно: Курс 2250руб.

.

Стоимость монтажных работ вычисляется отдельно для электропривода и рабочего механизма:

.

Транспортно - заготовительные расходы:

.

Плановые накопления монтажной организации:

.

Определим затраты на электроэнергию по формуле (6.12):

,

,

.

Определим затраты электроэнергии за год в ценах на сегодняшний день:

.

Амортизационные отчисления составляют 9,5% от сметной стоимости электропривода:

.

Суммарные ремонтно-эксплутационные издержки рассчитываются по выражению (6.3):

,

.

Определяем количество капитальных и текущих ремонтов в расчете на 1 год:

;

.

;

.

;

.

.

.

По известной годовой трудоёмкости оборудования, учитывая тарифную персонала, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на плату ремонтного персонала за год:

.

Затраты на заработную плату ремонтному персоналу по формуле (6.6):

.

Стоимость материалов для ремонта электропривода:

.

Цеховые расходы принимаем:

.

Общезаводские расходы составляю:

.

Численно, годовые затраты по эксплуатации установки по формуле (6.3):

.

Общие эксплуатационные затраты определяем как:

Полные затраты:

Все сведения снесены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Основные технико-экономических показатели эффективности проекта

Наименование показателей	Базовый вариант	Проектный вариант
1. Стоимость электропривода, тыс.руб.	19125	13950
2. Стоимость пускорегулирующей аппаратуры, тыс.руб.	2295	1674
3. Стоимость монтажных работ, тыс.руб.	2104	1534,5
4. Транспортно - заготовительные расходы, тыс.руб.	424,58	309,69
5. Плановые накопления монтажной организации, тыс.руб.	210,4	153,45
6. Затраты электроэнергии за год, тыс.руб.	3960	3850
7. Амортизационные отчисления, тыс.руб.	1816,875	1325,25
8. Суммарная трудоёмкость по всем видам ремонта и обслуживания, чел*ч.	61,175	52,6
9. Зарплата ремонтного персонала за год, тыс.руб.	114,3	98,29
10. Стоимость материалов для ремонта электропривода, тыс.руб.	60,563	52,074
11. Цеховые расходы, тыс.руб.	60,563	52,074
12. Общезаводские расходы, тыс.руб.	30,28	26,037
13. Годовые затраты по эксплуатации установки, тыс.руб.	265,706	228,475
14. Общие эксплуатационные затраты, тыс.руб.	6156,881	5502,015
15. Полные затраты, тыс.руб.	30315,861	23123,655

7. ОХРАНА ТРУДА

7.1 Производственная санитария

Создаваемые технологическим оборудованием шлихтовальной машины шумы могут возникать при различных процессах: механических (соударения, вибрации, трение), аэродинамических (нестационарные процессы в газах, при истечении сжатого воздуха или газа, при горении жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.), гидродинамических (истечение жидкости) и электромагнитных (переменные магнитные поля в электрооборудовании).

Согласно ГОСТ 12.2.003-74 [19], конструкция производственного оборудования должна обеспечивать исключение или снижение до регламентированных уровней шума, ультразвука и вибраций.

Допустимые уровни шума по ГОСТ 12.1.003-83 [20] приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Рабочие места	Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях на территории предприятиях	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Методы и средства борьбы с шумом принято подразделять на (СНиП 11-12-77 [21]):

- методы снижения шума на пути распространения его от источника;

- методы снижения шума в источнике его образования;

- средства индивидуальной защиты от шума.

Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно-акустических мероприятий. В данном случае применима акустическая обработка помещений (облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы), звукоизолирующие ограждения или кожухи.

Шлихтовальная машина по способу воздействия на человека вибрации относится к категории 3а.

3а - общая вибрация, воздействующая на человека на постоянных рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места.

Предельно допустимые значения общей вибрации рабочих мест категории 3а по ГОСТ 12.1.012-90 [22] приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2

Среднегеометрические частоты полос, Гц	Допустимые значения по осям
	виброскорость	виброускорение
		дБ		дБ
	1/1 окт.
2,0	1,3	108	0,14	53
4,0	0,45	99	0,10	50
8,0	0,22	93	0,10	50
16,0	0,20	92	0,20	56
31,5	0,20	92	0,40	62
63	0,20	92	0,80	68
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни	0,2	92	0,1	50

Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполненных из стальных листов, применяют вибропоглощение - нанесение на вибрирующую поверхность резины, пластиков, вибропоглощающих мастик, которые рассеивают энергию колебаний.

Для повышения производительности труда, снижения утомляемости в производственных помещениях поддерживается микроклимат в соответствии со СНиП 2.04.05-91 [23]. В нем устанавливаются значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины избытков явного тепла, выделяемого в помещении, и период года. В данном случае работа заключается в наблюдении за процессом поверки и, следовательно, может быть отнесена к категории «Легкая 1а». Тогда, согласно СНиП 2.04.05-91, допустимые температуры, скорость и относительная влажность воздуха на постоянных и рабочих местах производственных помещений устанавливается согласно таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Параметры микроклимата

Период года	Категория работ	Оптимальные нормы на постоянных и непостоянных рабочих местах	Относительная влажность, %
		Температура, С	Скорость движения воздуха, м/c, не более
Теплый	Легкая 1а	23-25	0,1	40-60
	Легкая 1б	22-23	0,2
Холодный	Легкая 1а	22-24	0,1	40-60
	Легкая 1б	21-23	0,1

Поддержание указанных значений микроклимата поддерживается путем использования кондиционеров, отопительных приборов в виде радиаторов, а также смешанной вентиляцией с частичным использованием естественного побуждения для притока или удаления воздуха.

При выборе и расчете освещения производственного участка руководствуются нормами проектирования производственного освещения СНБ2.04.05-98 [24], в которых задаются как количественные (величина минимальной освещенности), так и качественные характеристики (показатель ослепленности и дискомфорта, глубина пульсации освещенности) искусственного освещения.

Электроосвещение должно обеспечивать равномерную освещенность не менее 100 лк. Применение открытых электрических ламп не допускается.

Для освещения данного автоматизированного рабочего места наиболее подходят люминесцентные лампы. Эти лампы имеют высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт), большой срок службы (до 10000 ч), лучшую, чем у ламп накаливания цветопередачу, относительно малую яркость (хотя и создают ослепленность).

Расчет световых проемов при боковом освещении помещений

Нормируемое значение КЕО определяется по формуле:

(7.1)

где для бокового освещения;

m - коэффициент светового климата, принят 0,75;

C - коэффициент солнечности климата, принят 0,8.

Получаем:

Предварительный расчёт площади боковых проёмов производится по формуле:

,(7.2)

где S0 - площадь световых проёмов;

Sn - площадь пола помещения (м2);

eH - нормированное значение КЕО;

Кз - коэффициент запаса (), принят 1,6;

0 - световая характеристика окна (), принимаем 0=4;

Кзд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (), принят Кзд=1,2;

0 - коэффициент светопропускания материала, определяется по формуле:

(7.3)

где1 - коэффициент светопропускания материала, принят 0,8;

2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплётах световых проёмов, принят 0,7;

3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях при боковом освещении, принят 1;

4 - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, принят 1;

5 - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимается 0,9.

Отсюда:

.

r1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении (), принимаем r1=2.

7.2 Техника безопасности

Согласно ГОСТ12.4.124-83 [25] электростатические заряды (статическое электричество) возникают в результате сложного процесса контактной электризации.

Опытами установлено, что при соприкосновении (трении) двух диэлектриков тот из них, который имеет большую величину диэлектрической постоянной, заряжается положительно, тогда, как материал с меньшей диэлектрической постоянной заряжается отрицательно. При одинаковых значениях диэлектрической постоянной соприкасающихся диэлектриков электростатические заряды не возникают. Большую роль при этом играют влажность и давление воздуха и состояние поверхностей лент (ремней) и роликов (шкивов), а также скорость относительного движения (пробуксовки).

Аналогично происходит электризация и при сматывании тканей, бумаги, пленки и др. При относительной влажности воздуха 85% и более электростатических зарядов обычно не возникает. В аэрозолях электрические заряды возникают от трения частиц пыли друг о друга и о воздух.

Практически при напряжении 3кВ искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газо-воздушных смесей, а при 5кВ - воспламенение большей части горючих пылей и волокон.

Защита от действия электростатических разрядов направлена на устранение причин образования зарядов и достигается следующими мерами:

заземлением производственного оборудования и емкостей для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;

Каждую систему аппаратов и трубопроводов, заполняемых электризуемыми жидкостями, в пределах цеха заземляют не менее чем в двух местах.

Электрооборудование шлихтовальной машины оснащается пусковой аппаратурой, исключающей самопроизвольное включение при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения независимо от положения органов управления к этому моменту.

Электробезопасность шлихтовальной машины обеспечивается изготовлением электрооборудования в соответствии с ГОСТ12.2.007.0-75 [26], ГОСТ12.1.019-79 [27] и соблюдением правил ПУЭ [28] при их эксплуатации.

Нормы допустимых для человека напряжений прикосновения и токов регламентируются ГОСТом 12.1.038-82 [11] (табл. 7.4).

Таблица 7.3

Нормируемая величина	Предельно допустимые значения напряжения прикосновения и токов (не более) при продолжительном воздействии тока t, с
	0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	Более 1,0
, В	340	160	105	85	60	20
, мА	400	190	125	90	50	6

Для предотвращения опасного воздействия электрического тока на человека в электроустановках применяют следующие меры защиты (ГОСТ 12.1.030-81 [29]):

- зануление;

- изоляция;

- предупредительная сигнализация, блокировки, знаки безопасности.

Согласно ПУЭ в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухо заземленной нейтралью, сопротивления заземляющего устройства и нулевого защитного проводника не должны превышать указанных величин (табл. 7.5).

Таблица 7.4

, В	660	380	220
, Ом	2	4	8
, Ом	15	30	60

Для персонала, обслуживающего автоматизированное рабочее место, должны быть разработаны и утверждены в установленном порядке инструкции по охране труда, в которых приводят обязанности обслуживающего персонала, безопасные приемы и методы работы при обучении, наладке и ремонте, формы организации контроля за мероприятиями и средствами обеспечения безопасности, рациональные режимы труда и отдыха персонала, обслуживающего данную шлихтовальную машину.

7.3 Пожарная безопасность

В соответствии с НПБ 5-2000 [30], данное производство по пожарной, взрывной и взрывопожарной опасности можно отнести к категории Д. Категория Д - это производства, в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Согласно БНБ 2.02.02-01 [31] здание, в котором предполагается размещение данного агрегата, можно отнести ко II степени огнестойкости. Согласно указанному БНБ допускается использовать один эвакуационный выход, если число работающих соответствует приведенному в таблице 7.5.

Таблица 7.5

Степень огнестойкости здания	Предельное число эвакуируемых человек с одного этажа здания при числе этажей
	2	3	4 и более
II	70	35	15

Ширина эвакуационного прохода составляет не менее 1 м., коридор или переход в другое здание - не менее 1,4 метра. Ширина лестничных маршей не менее ширины выхода на лестничную площадку с наиболее населенного этажа, но не менее 1 метра. Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода должно составлять 50 метров.

Согласно СНБ 2.02.01-98 [32] качестве способа предотвращения распространения огня, здание оборудовано огнестойкими противопожарными перегородками 1 типа.

При выборе конструкций электрических машин и аппаратов, устанавливаемых в пожароопасных помещениях, необходимо учитывать степень пожарной опасности этих помещений. Для облегчения правильного выбора электрооборудования ПУЭ устанавливают классификацию пожароопасных помещений.

Пожароопасными называются помещения (или наружные установки), в которых применяют или хранят горючие вещества. Согласно ПУЭ данное помещение относится к классу П-1:

Класс П-1 - помещения, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки выше 45°С.

Помещение, в котором располагается РТК оборудовано первичными средствами пожаротушения. В качестве таких средств можно применять углекислотные и порошковые огнетушители, предназначенные для тушения различных материалов установок под напряжением до 1000В (например, ОУ-2А, ОХП-10, ОК-10).

8. ЭКОЛОГИЯ

Оценка устойчивости проектируемой системы к ионизирующему излучению

Объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное в определенный условиях испускать ионизирующее излучение, называют источником ионизирующего излучения.

В шлихтовальной машине данным источником ионизирующего излучения является шлихтовальная ванна. В ней содержится химический раствор. Взаимодействие которого с окружающей средой может привести к образованию радиоактивных частиц.

Ионизирующее излучение - излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков.

Ионизирующее излучение, состоящее из заряженных частиц, например электронов, протонов, - частиц, имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации при столкновении, называется непосредственно ионизирующим излучением. Ионизирующее излучение, состоящее из заряженных частиц, например нейтронов или фотонов, которые в свою очередь могут создавать непосредственно ионизирующее излучение и (или) вызывать ядерные превращения, называется косвенно ионизирующим излучением.

К фотонному ионизирующему излучению относится гамма - излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц.

К корпускулярному излучению относятся альфа - излучение, электронное, нейтронное, протонное, мезонное излучения [33].

Существуют следующие основные виды радиоактивного распада:

- альфа - распад;

- бета - распад;

- гамма - излучение.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение одного нуклида в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения.

Нуклид - это вид атомов одного элемента с данным числом протонов и протонов в ядре. Нуклид, обладающий радиоактивностью, называется радионуклидом.

Большинство естественных радионуклидов образуют радиоактивные семейства, где каждый радиоактивный элемент возникает из предыдущего и в свою очередь, превращается до тех пор, пока не образуется устойчивый изотоп. Для некоторых естественных радиоактивных элементов распад ограничивается одним звеном превращения.

Рассмотрим свойства ионизирующих излучений, установленные по их взаимодействию с веществом:

- все ионизирующие излучения в той или инной степени обладают химическими действиями, в частности вызывают почернение фотопластинок;

- ионизирующие излучения вызывают ионизацию газов, а иногда и твердых и жидких тел, сквозь которые они проходят;

- ионизирующие излучения возбуждают люминесценцию ряда твердых и жидких тел.

Перечисленные методы лежат в основе экспериментальных методов обнаружения и исследования ионизирующих излучений.

Активность радионуклида в источнике (образце) А - отношение числа спонтанных (самопроизвольных) ядерных превращений, происходящих в источнике (образце) за интервал времени , к этому интервалу [34]:

.

Самопроизвольное ядерное превращение называют радиоактивным распадом.

Основной закон радиоактивного распада определяет, что активность радионуклида или число радиоактивных атомов уменьшается по экспоненциальному закону:

гдеА0, N0 - активность радионуклида и число радиоактивных распадов в начальный момент времени t=0;

постоянная распада - отношение доли ядер dN/N радионуклида, распадающихся за интервал времени dt, к этому интервалу времени:

.

В связи с выделением радиоактивных веществ существует возможность облучения рабочего персонала. Длительное пребывание в заряженной зоне характеризуется дозой, которая рассчитывается с учетом действия различных радионуклидов на отдельные органы и ткани человеческого тела.

Вредное воздействие ионизирующего излучения на человека зависит не только от полученной дозы, но и от времени, за которое она получена.

Для уменьшения воздействия радиоактивных веществ на человека помещение необходимо проверять на радиоактивную обстановку. Для этого выполняются следующие действия [35]:

1. Определяется доза радиации в производственных помещениях, полученная людьми: .

2. Определяется допустимая продолжительность работы в цехах завода.

2.1. Определяется уровень радиации на момент начала облучения: .

2.2. Находим отношение .

По полученным значениям находим допустимое время работы в цехах завода.

Рассмотрим режимы защиты рабочих и служащих в период их работы на объекте в условиях радиоактивного заражения местности (см. табл. 8.1) [3].

Таблица 8.1

Наименование зон	Уровни радиации на 1 ч после взрыва, Р/ч	Условное наименование режима	Коэффициент Косл	Характеристика режима
				Время прекращения работы объекта, ч	Время работы объекта с использованием отдыха в ЗС, ч	Продолжительность режима с tпр=2ч на открытой местности, ч	Общая продолжительность режима, сут
				К1 25 - 50	К2 50 - 100	К3 100 - 100	К4 1000 и более	К1	К2	К3	К4	К1	К2	К3	К4	К1-К4
А	80	А-3	К1 К2 К3 К4	4	3	3	3	10	9	8	7	22	25	25	26	1,5
Б	100	Б-1	К1 К2 К3 К4	6	4	3	3	16	14	12	9	26	33	33	36	2
Б	140	Б-2	К1 К2 К3 К4	8	6	5	4	24	18	16	12	28	36	36	44	2,5
Б	180	Б-3	К1 К2 К3 К4	12	8	6	5	36	24	20	14	46	64	70	77	4
Б	240	Б-4	К1 К2 К3 К4	24	12	8	6	48	28	24	18	72	104	112	120	6
В	300	В-1	К1 К2 К3 К4	48	16	12	8	72	32	28	24	120	192	200	208	10
В	400	В-2	К1 К2 К3 К4	96	24	18	12	120	48	36	32	144	288	306	316	15
В	500	В-3	К1 К2 К3 К4	144	36	32	24	168	60	48	40	368	394	400	416	20

При работе с радиоактивными веществами в открытом виде необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Выбор средств защиты определяется условиями работы и радиационной обстановкой; характером и объемом выполняемых работ и уровнем загрязнения воздуха и рабочих поверхностей радиоактивным материалами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость повышения технического уровня автоматизированного электропривода машин и агрегатов текстильной промышленности диктует следующие основные направления деятельности специалистов в этой области:

Во-первых, изучение технологии текстильных производств и определение на этой основе требований к электроприводам отдельных механизмов и линий, выявления возможности совершенствования производственных процессов средствами автоматизированного электропривода.

Во-вторых, применение прогрессивных технических решений и средств, разработанных для электроприводов других отраслей промышленности.

В-третьих, разработка новых конструкций машин и агрегатов, как единого с электрической частью технического комплекса на основе новейших достижений.

В данном дипломном проекте был произведен расчет электропривода шлихтовальной машины. Были определены пути повышения эффективности установки, рассмотрены возможные технические решения, сформулированы требования к электроприводу.

В процессе проектирования был выбран по мощности и проверен по перегрузочной способности асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 1РН7103-2НDF-0ВВ0. Произвели расчет передач тянульного вала. Рассмотрели систему управления привода тянульного вала и контрольно - измерительные устройства шлихтовальной машины. Были также рассмотрены вопросы охраны труда при работе на шлихтовальной машине и экология.

ЛИТЕРАТУРА

1. Автоматизированный электропривод текстильных машин. М., «Машиностроение», 1962.

2. Шмелев А.Н., Шишло К.С. Электрооборудование промышленных предприятий текстильного производства. Учебн. пособие. М., «Легкая индустрия», 1975.

3. Мильман Я.В., Швырев С.С. Автоматизация технологических процессов текстильной промышленности. М., «Машиностроение», 1971.

4. Седаков Н.Г. Прядильные машины. Минск: «Оракул», 1995.

5. Технические требования к шлихтовальной машине.

6. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов/ С.А. Чернавский. - М.: Машиностроение, 1979. - 351 с.

7. Расчет и проектирование деталей машин/ под ред. Столыбина В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319 с.

8. А.В. Самойленко, О.Д. Егоров. Конструирование манипуляционных механизмов роботов: учебное пособие для студентов специальности 21.06 - «Робототехнические системы и комплексы». - Мн., 1989.

9. Фомин М.В. Детали машин: Учеб. пособие. - М., 1999.

10. Фираго Б.И. и др. Методическое пособие к курсовому проектированию по автоматизированному электроприводу станков и промышленных роботов для студ. спец. 21.06 «Робототехнические системы»/ Б.И. Фираго, Ю.Е. Лившиц, В.П. Беляев, В.Р. Баданина. - Мн.: БГПА, 1995. - 71 с.

11. Брошюра. Техника промышленной автоматизации фирмы Siemens. - Мн., 2000. - 8 с.

12. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

13. Бабук И.М. Технико-экономическое обоснование производства нового изделия (курсовое проектирование): Учеб. пособие для экономических спец. вузов/ Бабук И.М., Гребенников И.Р. - Мн.: БГПА, 2001. - 96 с.

14. Библиотека электронных каталогов. «Автоматизация и приводы» Siemens. (CD-R, адрес в internet http://www.siemens.ru/ad/as http://www.ad.siemens.de).

ГОСТ 12.2.003-74. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. - М.: Издательство стандартов, 1974.

15. ГОСТ 12.1.003-83. ССТБ. Шум. Общие требования безопасности.

16. СНиП 11-12-77. Защита от шума. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1978.-49с.

17. СНиП 11-12-77. Защита от шума. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1978.-49с.

18. ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

19. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования. Госстрой СССР. - М.: АПП ЦИТП, 1992.

20. СНБ 2.04.05-98. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1998.

21. ГОСТ 12.4.124-83. ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования. - М.: Издательство стандартов, 1983.

22. ГОСТ 12.2.007.0-75. ССТБ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

23. ГОСТ 12.1.019-79. ССТБ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

24. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. - М.: Энергия 1985.

25. ГОСТом 12.1.038-82. ССТБ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов.

26. ГОСТ 12.1.030-81. ССТБ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. - М.: Издательство стандартов, 1984.

27. НПБ 5-2000. Нормы пожарной безопасности Республики Беларусь.

28. БНБ 2.02.02-01. Эвакуация людей из зданий при пожаре.

29. СНБ2.02.01-98. Пожарно-техническая классификация зданий, строительных конструкций и материалов.

30. Машкович В.П., Панченко А.М.Основы радиационной безопасности: учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.

31. Батырев В.А. Основы радиационной безопасности и радиационной экологии. методическое указание для вузов. - Мн.: 1994. - 38 с.

32. Пустовит В.Т. Оценка радиационной, химической и экологической обстановки - Мн.: Дизайн ПРО, 1996. - 32 с.