Разработка источника питания и системы управления устройством гальванического покрытия

Формирование асимметричных прямоугольных импульсов переменного тока. Преимущества и недостатки исследованных аналогов и расчеты экономического эффекта от использования нового прибора. Патентный поиск и требования, касающиеся основных блоков установки.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.07.2014
Размер файла 1,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

К работам по профилактике, ремонту и настройке изделия допускаются специалисты, прошедшие инструктаж и сдавшие зачёт по технике электробезопасности на допуск к работам на установках до 1000 вольт.

Все работы связанные с ремонтом, устройства должны происходить при отключении преобразователя от сети переменного напряжения.

Безопасность на производстве

Устройство работает в гальваноцехе, среда, в которой оно работает, характеризуется, как сырая и агрессивная. В процессе производства используются вредные токсичные вещества.

Вредными называются вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе контакта с ним, так и в последующие сроки жизни.

Порог вредного воздействия минимальная концентрация вещества, при которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций организма.

По ГОСТ 12.0.003 74 приведена классификация вредных веществ по характеру воздействия на организм:

Токсические вызывающие отравление всего организма или группы органов

Раздражающие

Сенсибилизирующие действующие как аллергены

Мутагенные приводят к нарушению генетического кода

Канцерогенныевещества вызывающие злокачественные заболевания

Вещества, влияющие на репродуктивную функцию

Предельно допустимая концентрация (ПДК) это концентрация, которая при ежедневной рабочей смене в течение 8-ми часов в сутки, но не превышающих 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья обнаруживаемые всеми современными методами исследования у настоящего и последующего поколения.

Содержание ПДК вредных веществ в воздухе производственного помещения приведено в ГОСТ 12.0.005 88.

Для уменьшения влияния вредных веществ на организм человека необходимо свести время контакта человека с вредными веществами к минимуму. Необходимо пользоваться защитными приспособлениями, при контакте с данными веществами. В производственном помещении необходимо осуществлять интенсивную вентиляцию с целью снижения концентрации вредных веществ в воздухе.

Для снижения времени присутствия человека в данном помещении процесс производства должен быть максимально автоматизирован. Проектируемое устройство обеспечивает нужную автоматизацию процесса гальванопокрытия, с помощью микропроцессорной системы управления. Присутствие человека необходимо только для процесса загрузки и вынимания детали из ванны железнения.

Ещё один немаловажный фактор, который необходимо также учитывать это производственное освещение

Основная задача освещения на производстве - создание наилучших условий для видения. Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. От освещенности зависит сохранность зрения и в значительной мере безопасность на производстве.

В светлое время суток используется естественное освещение. Общее искусственное освещение, используемое в темное время суток и в сумерки совместно с естественным освещением, выполнено люминесцентными лампами. Местное освещение выполняется лампами накаливания.

Существующие следующие нормы освещенности рабочего места при выполнении работ высокой точности сведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Высота расположения ламп, см.

45

60

75

90

Величина освещенности от комбинированного освещения в рабочей точке, Лк.

1140

840

710

650

Доля общего освещения в системе комбинированного, %

26.3

35.7

42.2

46.1

Устойчивость производства в условиях чрезвычайных ситуаций

Чрезвычайная ситуация (ЧС)состояние, при котором, в результате возникновения источника ЧС на объекте или определённой территории нарушается нормальные условия жизнедеятельности людей, возникает угроза их жизни, наносится ущерб имуществу населения, охране окружающей среды и народному хозяйству.

Такие техногенные чрезвычайные ситуации как: взрывы, пожары, выбросы вредных веществ в окружающую среду, являются наиболее вероятными в районе расположения проектируемого объекта и производства в целом.

Устойчивость производства в ЧС во многом связана с неотложной организацией спасательных работ и своевременным оповещением рабочих об опасности.

Для предотвращения крупных производственных аварий, стихийных бедствий и снижения ущерба от них производятся следующие мероприятия:

Защита рабочих и служащих от последствий крупных производственных аварий и стихийных бедствий;

Обеспечение устойчивости работы предприятия при возможных авариях и стихийных бедствиях;

Обучение рабочих действиям при чрезвычайных ситуациях;

Своевременное оповещение рабочих и служащих об опасности заражения или угрозе стихийных бедствий;

При угрозе взрыва, проводятся первоначальные мероприятия по обеспечению устойчивости работы, по предотвращению аварий и снижения возможного ущерба. Также, приводятся в готовность защитные сооружения для приема рабочих и служащих.

Для предотвращения чрезвычайных ситуаций, связанных с утечкой опасных веществ, нужно строго выполнять правила безопасности при обращении с ними, а также следить за герметичностью ёмкостей, в которых хранятся данные вещества.

При угрозе выброса в окружающую среду сильно - действующих ядовитых веществ (СДЯВ) опасного объема, предприятие должно быть немедленно оповещено по линии штаба ГО области и дежурных РОВД. Получив сообщение, начальник предприятия доводит его до своих заместителей, начальников цехов и дает указание о выдачи средств индивидуальной защиты и подготовки убежищ к приему работающей смены.

При эксплуатации проектируемой установки наиболее возможное возникновение ЧС связано с возникновением короткого замыкания во входной или выходной цепи устройства. При этом токоподводящие шины начинают нагреваться и если изоляционная обмотка изготовлена из легко воспламеняющихся материалов, то, возможно, её возгорание, что может привести к пожару. Так как два проводника контактируют не по всей поверхности, а в отдельных точках, то плотность тока в местах контакта может достигать очень больших величин. Действительная площадь соприкосновения контактов не зависит от их размера, а определяется силой, сжимающей контакты, и временным сопротивлением плоскости металла контактов.

Пожар неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающего угрозу для жизни людей.

Мероприятия по пожаровзрывобезопасности разрабатываются на основании действующих документов, таких как нормы технологического проектирования; СНиП (строительные нормы и правила); ПУЭ; ПИВРЭ (Правила изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования); СН 805--69 (Указания по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений); ПТЭ и ПТБ (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей), и других общесоюзных, отраслевых, республиканских норм, правил, инструкций, стандартов, технических условий, а также ГОСТ ССБТ: ГОСТ 12.1.004--76, ГОСТ 12.1.010--76, ГОСТ 12.2.020--76, ГОСТ 12.2.037--78.

При возникновении пожара необходимо немедленно сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и принять меры к локализации очага возгорания, эвакуации рабочего и обслуживающего персонала.

В проектируемом устройстве предусмотрено защита от короткого замыкания на выходе и на входе преобразователя.

При несрабатывании данного эшелона защиты включается второй уровень защиты, выполненный на основе аварийного выключателя установленного на входе устройства и размыкающий цепь питания при превышении тока.

Профилактика пожаров от контактных сопротивлений. Для увеличения док действительного соприкосновения контактов необходимо применять контакты или специальные стальные пружины. Для отвода тепла от точек соприкосновения и его рассеивания необходимо изготовлять контакты определенной массы и поверхности охлаждения. Особое внимание следует уделять местам соединения проводов и подключения их к контактам устройств электроприёмников. На съемных концах контакта применяют наконечники различной формы и специальные зажимы. Для надежности контакта предусматривают пружинящие шайбы и бортику, препятствующие растеканию алюминия. В местах, подвергающихся вибрации, при любых проводниках должны применяться пружинящие шайбы или контргайки. Все контактные соединения должны быть доступны для осмотра и их систематически контролируют в процессе эксплуатации.

Для уменьшения контактного сопротивления предусматривается неразъемное соединение проводов, основные из них -- пайка, сварка, механическое соединение под давлением (опрессование). Размыкающиеся контакты конструируют таким образом, чтобы размыкание и замыкание их сопровождалось скольжением одного контакта по другому. При этом тонкая пленка окислов разрушается и удаляется с площади действительного касания контактов, происходит, самоочищение контактов.

Контакты из меди, латуни и бронзы защищают от окисления лужением тонким слоем олова или сплава олова и свинца, В некоторой аппаратуре применяют серебряные контакты. Иногда к медным контактам приваривают серебряные пластинки, по которым происходит контактирование. Существенную 'роль играет защитная смазка, предохраняющая контактную поверхность от быстрого окисления.

По степени пожароопасности цех можно отнести к категории «Д» негорючие вещества в холодном состоянии.

Поэтому достаточно чтобы в цехе находился один углекислотный огнетушитель.

Экологичность устройства

Общие требования экологичности к производственному оборудованию и процессам установлены СН 1042 - 73.

Основными нормативными показателями экологичности производственного оборудования и технологических процессов, а также предприятий и транспортных средств являются предельно допустимые выбросы ПДВ в атмосферу, предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).

Для снижения выбросов применяют защитные меры

Для нейтрализации сточных вод используемых при гальванопокрытии должны использоваться различные методы очистки: флотация сущность метода заключается в том, что к пузырькам газа тонкого слоя суспензии примыкают частицы твёрдого вещества и всплывают вместе с ними на поверхность; биологический метод очистки главным действующим началом при биохимической очистки сточных вод являются микроорганизмы, использующие в качестве питающих веществ растворённые органические и минеральные соединения, содержащиеся в сточных водах.

К нормативным показателям экологичности технических систем относятся также предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ) шума, вибрации, ЭМП, обеспечивающие предельно-допустимые уровни (ПДУ) в зонах, прикрепленных к предприятиям и в частности в жилой застройки.

Нормативные ПДЭВ являются основой для проведения экологической экспертизы источника. Реализация нормативных показателей источника достигается за счет его совершенствования на этапах проектирования, поставки на производство и эксплуатации.

Расчёт защитного заземления

Для защиты обслуживающего персонала, а также рабочих от опасности поражения электрическим током, при переходе напряжения на металлические нетоковедущие части, нормально не находящиеся под напряжением, применяют защитное заземлениепреднамеренное соединение нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут случайно оказаться под напряжением с заземляющим устройством.

Устройство заземления осуществляется, в соответствии с требованиями ПУЭ, СНИП-Ш-33-76 и инструкции по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках.

Проектируемый преобразователь питается от сети переменного трёхфазного тока 380 В. выходное напряжение равно 40 В, причём входные и выходные цепи электрически разделены, что уменьшает вероятность поражения человека электрическим током. Корпус прибора выполнен и диэлектрического материала, выполняющего двойную роль:

Предохраняет внутренние цепи устройства от воздействия агрессивной внешней среды

Улучшает изоляцию устройства

Дополнительный уровень защиты обеспечивается с помощью автоматического размыкателя, установленного на входе устройства, и срабатывающего при превышении тока потребляемого устройством величины равной 200А

Заземлители могут быть использованы как естественные, так и искусственные. В качестве искусственных заземлителей чаще всего применяют угловую сталь 6060 мм, стальные трубы диаметром 35-60 мм и стальные шины сечением не менее 100 мм2. В проектируемом устройстве применяется искусственный заземлитель выполненный в виде металлических труб расположенных по контуру устройства, образуя контурное заземление. Преимущества данного заземления в том, что напряжение прикосновения в данном случае будет меньше, чем при выносном заземлении. Схема расположения заземлителей представлена на рис. 32.

Рис. 32

В ПУЭ нормируется сопротивления заземления в зависимости от напряжения электроустановок. Так для класса электроустановок, к которому относится проектируемый образец (до 1000 В), сопротивление заземляющего устройства не должно превышать Rзн 4 Ом.

Выбираем заземлительную трубу со следующими геометрическими размерами:

Lтр = 2 м длинна заземлительной трубы

d = 0.03 м диаметр трубу

t = 0.5 м глубина заложения заземлителя

Выбираем геометрические размеры соединительной полосы.

a =0.04 м ширина соединительной полосы

b =0.04 м толщина соединительной полосы

S = 0.16 м2 сечение полосы

Для чернозёма и каменистого грунта величина удельного сопротивления грунта принимается равной =100 Омм

С учётом коэффициента сезонности, характеризующего изменение удельного сопротивления грунта при изменении климатических условий, формула для расчёта электрического сопротивления расстеканию тока в землю одиночного заземлителя приобретает следующий вид:

h=t+l/2 - расстояние от поверхности земли до верхнего края трубы.

подставляя выбранные выше значения получим:

Определяем количество заземлителей без учёта взаимных помех, оказываемых заземлителями друг на друга так называемого явления взаимного «экранирования»:

n` = rтр/Rзн = 45.8/4=12

Принимаем расстояние между заземлителями А равное А= 4 м.

В зависимости от соотношения , выбираем из таблицы указанной в [15] коэффициент экранирования з=0.67. С учётом этого, количество заземлителей равно:

n=n`/з=11.45/67=18

Определим длину соединительной полосы:

ln=1.05nА=1.05 18 4=75.6 м

Определим величина сопротивления растеканию тока с соединительной полосой:

С учётом коэффициента экранирования соединительной полосы пол=0.33, выбираемой их таблицы указанной в [15], определим полное сопротивление системы заземления:

Как видно из расчёта полное сопротивление заземляющего устройства меньше допустимого сопротивления указанного в ПУЭ, значит применение данной схемы заземляющего устройства вполне оправдано.

Оценка устойчивости преобразователя к инерционным перегрузкам вызванных ударной волной

Ударная волна это область резкого сжатия среды, которое в виде сферического слоя распространяется во все стороны от источника со сверхзвуковой скоростью. Ударные волны могут быть как природного, так и антропогенного происхождения.

Основными поражающими параметрами ударной волны являются:

Избыточное давление во фронте ударной волны Рф

Скоростной напор воздуха Рск

Время действия избыточного давления + (фаза сжатия)

Действие ударной волны на небольшие предметы, к которым относится проектируемое устройство, может привести к следующим последствиям:

Смещение предметов относительно основания или к их отбрасыванию.

Опрокидыванию предметов.

Ударной перегрузке, то есть мгновенному инерционному разрушению объекта.

Устройство сдвинется со своего места, если смещающая сила Рсм будет превосходить силу трения и горизонтальную составляющую силы крепления.

Высокие предметы под воздействием ударной волны могут опрокидываться и сильно разрушаться.

Для проектируемого устройства опасными будут большие ускорения, приобретаемые этими элементами при воздействии ударной волны. Обладая определённой массой и упругостью, элементы прибора приобретают инерционные силы, которые могут привести к внутренним повреждениям схемы.

Чтобы определить предельное значение избыточного давления ударной волны Рфlim инерц, при котором оборудование ещё не получит инерционного разрушения, используют график зависимости избыточного давления лобового сопротивления Рлоб от избыточного давления ударной волны Рф (рис. 33)

Рис. 33

Рассчитаем предельное значение ударной волны для проектируемого устройства. Преобразователь имеет следующие геометрические размеры: длина: l= 0.75 м, высота: h=0.5 м, ширина: b=0.4 м, масса m=20.1 кг. Считаем, что точка приложения силы Рлоб находится в центре стороны S.

Из таблицы приведённой в [15] находим что для данного типа прибора допустимое максимальное ускорение при ударе составляет акр=50 м/с2

Рис. 34

Для оценки устойчивости прибора к инерционным разрушениям необходимо определить максимальную лобовую силу, не приводящую к ударной перегрузке:

Рлоб =m a = 20 50 =1000 H

Избыточное давление, которое может выдержать прибор составляет:

по графику на рис. зная что Рлоб=5 кПа, находим Рфlim инерц =2.5 кПа

При Рф >2.5 кПа прибор получит значительные повреждения от инерционных перегрузок.

6. Стандартизация

В настоящее время на территории нашей страны действует комплекс стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), устанавливающих взаимосвязанные правила и положения о порядке разработки, оформления и обращения конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой организациями и предприятиями.

При выполнении дипломного проекта были использованы следующие ГОСТы:

ГОСТ 2710-81 обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах;

ГОСТ 2.30168 (СТ СЭВ 118178) форматы;

ГОСТ 2.30268 (СТ СЭВ 118078) масштабы;

ГОСТ 2.30368 (СТ СЭВ 117878) линии;

ГОСТ 2.30481 (СТ СЭВ 85178, 85578) шрифты чертежные;

ГОСТ 2.30568 обозначение графических материалов;

7. ГОСТ 2.31672 (СТ СЭВ 85678) правила нанесения на чертежи надписей,

технических требований и таблиц;

ГОСТ 2.723-78 (СТ СЭВ 89678) катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы и магнитные усилители;

ГОСТ 2.727-78 разрядники, предохранители;

ГОСТ 2.743-92 обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники;

ГОСТ 2.730-84 приборы полупроводниковые;

ГОСТ 2.728-84 обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы;

ГОСТ 2.750-78 обозначения условные графические в схемах. Род тока и напряжение, формы импульсов

ГОСТ 2.755-74 электрические связи, провода, кабели, шины;

ГОСТ 2.705-70 общие требования к текстовым документам;

ГОСТ 2.709-73 основные требования к чертежам;

ГОСТ 2.104-68 основные надписи;

ГОСТ 120.002-80 ССБТ термины и определения;

ГОСТ 120.003-74 ССБТ опасные и вредные производственные факторы;

ГОСТ 120.004-85 ССБТ пожарная безопасность;

ГОСТ 121.005-76 ССБТ воздух рабочей зоны;

ГОСТ 121.009-76 ССБТ электробезопасность. Термины и определения;

ГОСТ 121.033-81 ССБТ пожарная безопасность. Термины и определения;

24. ГОСТ 121.007-0-75 ССБТ изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

Заключение

В данном дипломном проекте разрабатывался источник питания и система управления устройством гальванического покрытия.

Устройство обеспечивает:

Выход на установившейся режим работы по программе введённой технологом.

Выходной средний ток, при =4, равный 1000А, что позволяет с покрывать с оптимальной плотностью тока поверхность детали площадью 40 дм2.

Обеспечивает стабилизацию тока при изменении напряжения в питающей сети +10%, 15%.

Обеспечивает защиту от короткого замыкания.

Спроектированное устройство позволяет более эффективно использовать производственные мощности имеющиеся в распоряжении гальваноцеха БМЗ.

За счёт повышения мощности установки удалось увеличить производительность труда.

Данное устройство обладает более низкими массогабаритными показателями по сравнению с устройством прототипом.

КПД установки составляет 90%, что в совокупности с более высокой производительностью труда, позволяет улучшить технико-экономические показатели устройства.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание основных характеристик объекта контроля. Обзор методов измерения толщины гальванического покрытия. Разработка структурной схемы установки, расчёт погрешности и определение требований к ее компонентам. Выбор СИ и вспомогательного оборудования.

    курсовая работа [65,4 K], добавлен 16.11.2009

  • Структурная схема прибора, патентный поиск и назначение. Разработка схемы электрической принципиальной: характеристика микроконтроллера, выбор датчика, светодиода, операционный усилитель. Энергетическое обеспечение прибора, анализ и расчет погрешностей.

    курсовая работа [567,8 K], добавлен 14.11.2013

  • Обоснование вида покрытия и его толщины. Выбор электролита, механизм процесса покрытия. Основные неполадки при работе, причины и их устранение. Расчет поверхности загрузки и тока для электрохимических процессов. Планировка гальванического участка.

    курсовая работа [123,5 K], добавлен 24.02.2011

  • Разработка принципиальной схемы и расчет элементов программируемого генератора прямоугольных импульсов (несимметричного мультивибратора). Автоколебательный и ждущий мультивибратор. Разработка программного обеспечения. Алгоритм работы микроконтроллера.

    дипломная работа [894,6 K], добавлен 10.05.2015

  • Технологический процесс изготовления оконных блоков. Стандарты оконных блоков. Патентный поиск: основные цели; результаты. Технические требования к изделиям. Обоснование выбора материалов. Оборудование. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций.

    реферат [1,3 M], добавлен 03.06.2019

  • Дискретное позиционное управление отдельным приводом. Обобщенная структурная схема системы позиционного управления асинхронным двигателем. Представление программы контроллера в виде диаграммы функциональных блоков. Математическая модель электропривода.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.12.2012

  • Синтез регуляторов системы управления для электропривода постоянного тока. Модели двигателя и преобразователя. Расчет и настройка системы классического токового векторного управления с использованием регуляторов скорости и тока для асинхронного двигателя.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 21.01.2014

  • Требования к конструктивной компоновке контактора: получение уравновешенной подвижной системы без дополнительных противовесов, доступ к контактным соединениям, высокая износостойкость опор якоря. Конструкции контакторов постоянного и переменного тока.

    практическая работа [76,3 K], добавлен 12.01.2010

  • Этапы разработки низковольтного источника вторичного электропитания, использующего электроэнергию автономного источника постоянного тока. Анализ конструкции блока вторичного источника электропитания с оформлением в среде AutoCAD 2000 следующих чертежей.

    дипломная работа [352,8 K], добавлен 20.10.2013

  • Патентный поиск аналогов разрабатываемого продукта, оценка современного состояния производства. Характеристика сырья. Обзор рынка крекеров г. Кемерово. Разработка технологии и рецептуры, оптимальной массовой доли компонентов. Расчет стоимости изделия.

    дипломная работа [862,4 K], добавлен 04.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.