Модернизация электрооборудования и схемы управления токарно-винторезного станка

I вст,

А

I ном. з.ц.,

А

FU1

ПРС6П

2,0

1,04

FU2

ПРС6П

4,0

3,35

FU3

ПРС6П

4,0

3,35

Выбор сечения проводов питающей линии производим по условиям:

I _доп. I _дл. / К _попр ; ( 51 )

I _доп. К _защ I _{номр.ру.} / К _попр, ( 52 )

где I _доп длительнодопустимый ток проводника стан

дартного сечения при нормальных условиях проклад

ки, А;

К_попр поправочный коэффициент на фактическую

температуру окружающей среды,о.е.;

К _защ коэффициент защитной аппаратуры,о.е.;

I_{номр.ру} номинальный ток расцепителя автоматичес

кого выключателя, установленного в РУ, А.

По ( ) определяем К_попр =1, а по [ ] находим К _защ = 1.

По условиям ( 51 ) и ( 52 ) имеем:

I _доп. 13,42/ 1=13,42 А

I _доп. 1 20 / 1=20 А

По ( ) выбираем питающий провод марки АПВ 3 (1 2,5) + 1 2,5 с I=22 А и с сечением токопроводящей жилы 2,5 мм.

Выбор электромагнитных муфт YC производим по следующим условиям:

по роду тока и напряжения;

по величине номинального вращающего момента;

по номинальному напряжению:

U _{ном.эмф..} U _ц.у. ; ( 31 )

где U _{ном.эмф} -номинальное напряжение электромагнитной

муфты, B;

U _{ном.эмф..} 24 В

3 Экономическая часть

3.1 Обоснование модернизации ЭО и автоматики станка

Для экономического обоснования модернизации электрооборудования и автоматики токарно винторезного станка 16Б16П нам необходимо провести техникоэкономическое сравнение двух вариантов схем управления станком. Обоснование выбора сравниваемых вариантов производим по величине приведенных затрат.

Исходя из сведений собранных во время прохождения преддипломной практики капиталовложения для схемы на релейноконтактных аппаратах составляет К₁=6034500 руб., а для схемы на бесконтактных элементах К₂=7023000 руб. Как видно капитальные вложения во втором варианте больше, чем в первом (К₁К₂).

Приведенные затраты З, руб., определяем по формуле:

З_i=С_i+Е_н К_i, ( )

где С_i -эксплуатационные расходы, руб.;

Е_н нормативный коэффициент эффективности

капиталовложений, о.е., принимаем Е_н=0,12;

К_i -сумма капитальных вложений по данному

варианту, руб..

Эксплуатационные расходы определяем по формуле:

С_i=С_аi+С_рi+С_потi, ( )

где С_i эксплуатационные расходы, руб.;

С_аi расходы на амортизационные отчисления, руб.;

С_iр расходы на ремонт и обслуживание, руб.;

С_потi расходы от потерь электроэнергии в схеме, руб.

Расходы на амортизационные отчисления определяем по формуле:

С_аi=К_i Н_а/100, ( )

где Н_а норма амортизационных отчислений, %, прини

маем Н_а =10%.

С_а1=6034500 10/100=603450 руб.

С_а2=7023000 10/100=702300 руб.

Расходы на ремонт и обслуживание находим по формуле:

С_рi=К_i Н_р/100, ( )

где Н_р норма расходов на ремонт и обслуживание, %,

принимаем Н_р1=15%, Н_р2=5%.

С_р1=6034500 15/100=905175 руб.

С_р2=7023000 5/100=351150 руб.

Расходы на потери электроэнергии в схеме находим по формуле:

С_потi= К_ндс Р_ном ((1)/) К_з Т_об, ( )

где ставка одноставочного тарифа, руб./кВт ч;

К_ндс коэффициент налога на добавочную стоимость;

Р_ном сумма активных мощностей, потребляемых

электрооборудованием станка, кВт;

КПД электрооборудования станка о.е.;

К_з коэффициент загрузки электрооборудования и

автоматики станка о.е.;

Т_об эффективный фонд времени работы оборудо

вания, ч.

Принимаем =167,5 руб./кВт ч; ₁=0,72; ₂=0,86;К_ндс=1,18; К_i =0,8; Т_об=2000 ч.

С_пот1=167,3 1,18 16,22 ((10,72)/0,72) 0,8 2000=1992389 руб.

C_пот2=167,3 1,18 16,22 ((10,86)/0,86) 0,8 2000=834023 руб.

С₁=603450+905175+1992389=3501014 руб.

С₂=702300+351150+834023=1887473 руб.

Как видно эксплуатационные затраты во втором варианте меньше, чем в первом (С₁С₂).

По формуле ( ) определяем приведенные затраты З,руб:

З₁=3501014+0,12 6034500=4225154 руб.

З₂=1887473+0,12 7023000=2730233 руб.

Очевидно, что приведенные расходы во втором варианте меньше, чем в первом (З₁З₂).

Как видно из расчётов схема на бесконтактных элементах является выгоднее.

Трудоёмкость представляет собой нормированные затраты на выполнение определённого комплекса работ. Расчёт выполняем по электрической части станка.

Ремонтную сложность электрической части оборудования станка находим по формуле:

r_iэл=Р_ном/0,6, ( )

где r_iэл ремонтная сложность электрической части

оборудования станка, р.е.

r_{i Эл}=5,6/0,6 =9,3 р.е.

Расчёт трудоёмкости работ t, нч, для электрической части станка производим по формуле:

t= r_{i Эл} n^пл, ( )

где норма времени для электрической части в

зависимости от вида работ, нч/р.е.;

n^пл количество планируемых работ.

Значение нормы времени выбираем в зависимости от вида ремонтной операции. Планируем по одному текущему, капитальному ремонту и осмотру. Для двухсменной работы берём _к=12,5 нч/р.е.; _т=1,5 нч/р.е.; _о=0,23 нч/p.e.

t_K=9,3 12,5 1 =116,2 нч

t_т=9 1,5 1 =13,5 нч

t_о=9,3 0,23 1 =2,1 нч

Для определения затрат на выполнение работ необходимо рассчитать фонд оплаты труда. Производим тарификацию работ, соблюдая следующие правила: разряд работ при капитальном ремонте должен быть не ниже пятого, при текущем ремонте и осмотрах не ниже четвёртого. В расчётах принимаем тарифную ставку пятого разряда - 667,4 руб., четвёртого - 605,6 руб.

Расчёт выполняем по формулам:

Ф_т=Т_ст t_i ; ( )

П=(Ф_т в)/100 ; ( )

Д_ч=(Ф_т а)/100 ; ( )

Ф_о=Ф_т+П+Д_ч; ( )

Ф_д=(Ф_о с)/100 ; ( )

Ф_опл=Ф_о+Ф_д, ( )

где Ф_т тарифный фонд оплаты труда по данному виду

работ, руб.;

Т_ст часовая тарифная ставка данного разряда,

руб./ч.;

П сумма премиальных выплат, руб.;

в размер премирования, %, принимаем 20%;

Д_ч доплаты до часового фонда оплаты, руб.;

а размер доплаты до часового фонда оплаты, %,

принимаем 10%;

Ф_о фонд основной оплаты, руб.;

Ф_д фонд дополнительной оплаты, руб.;

с размер дополнительной доплаты, %, принимаем

с=10%;

Ф_опл фонд оплаты, руб.

Покажем расчёт для капитального ремонта.

Ф_тк=667,4 116,2=77551,8 руб.

П_к=77551,8 20/100=15510,4 руб.

Д_чк=77551,8 10/100=7755,2 руб.

Ф_ок=77551,8 +15510,4 +7755,2=100817,4 руб.

Ф_дк=100817,4 10/100=10081,7 руб.

Ф_{опл к}=100817,4 +10081,7 =110899,1 руб.

Расчёт фонда оплаты труда сводим в таблицу.

Таблица

Показатель	Единица измерения	Капитальный ремонт	Текущийремонт	Осмотр
t	Нч	116,2	13,5	2,1
Разряд		5,00	4,0	4,0
Тст	Руб./ч	667,4	605,6	605,6
Фт	Руб.	77551,8	8175,6	1271,7
П	Руб.	15510,4	1635,1	254,3
Дч	Руб.	7755,2	817,6	127,2
Фо	Руб.	100817,4	10628,3	1653,2
Фд	Руб.	10081,7	1062,8	165,3
Фопл	Руб.	110899,1	11691,1	1818,5

Расчёт сметной стоимости производим по формулам:

С_оз=Ф_оз

С_дз=Ф_д ; ( )

С_сн=(С_о+С_д)d_сн/100 ; ( )

С_м=(С_оз d_м)/100 ; ( )

С_пк=(С_оз d_пк)/100 ; ( )

С_опр=(С_оз d_опр)/100 ; ( )

С_ст=С_оз+С_дз+С_сн+С_м+С_пк+С_опр, ( )

где С_оз сумма основной зарплаты, руб.;

С_дз сумма дополнительной зарплаты, руб.;

С_сн сумма социального налога, руб.;

С_м сумма материальных затрат, руб.;

С_пк стоимость покупных комплектующих изделий,

руб.;

С_опр сумма общепроизводственных расходов, руб.;

d_сн размер социального налога, 39%;

d_м размер расхода материалов, 100%;

d_пк размер расхода покупных комплектующих, 120%;

d_опр размер общепроизводственных расходов, 250%.

Покажем расчёт затрат по капитальному ремонту.

С_{оз к}=100817,4 руб.

С_{дз к}=10081,7 руб

С_{м к}=100817,4 100/100=10081,7 руб.

С_{пк к}=100817,4 120/100=120980,9

С_{опр к}=100817,4 250/100=252043,5 руб.

С_ст=100817,4+10081,7+43250,6+10081,7+120980,9+

+252043,5=537255,8 руб.

Данные расчётов затрат заносим в таблицу.

Таблица

Перечень затрат	Капитальный ремонт, руб.	Текущий ремонт, руб.	Осмотр, руб.
Соз	100817,4	10628,3	1653,2
Сдз	10081,7	1062,8	165,3
Ссн	43250,6	4559,5	709,2
См	10081,7	10628,3	1653,2
Спк	120980,9	12754,0	1983,8

Сопр	252043,5	26570,8	4133,0
Сст	537255,8	66203,7	10297,7

4 Эксплуатация электрооборудования станка

4.1 Техническое обслуживание электрооборудования

Ввод от электросети в электрошкаф станка СФXБР/3 осуществляется через верх в отверстие ввода к зажимам А, В, С. Для этого необходимо снять защитный щиток, закрывающий эти зажимы . После присоединения проводов заземления, зажимы А,В, С закрыть щитком . Эксплуатация станка с открытыми зажимами запрещается.

Во время эксплуатации необходимо вести общее наблюдение за электрооборудования станка, периодически контролировать нагрев электродвигателей, состояние электроаппаратов и электропроводки.

Не реже одного раза в два месяца необходимо очищать электрооборудование от пыли, осматривать электроаппараты, подтягивать крепежные винты, проверять состояние контактов.

В процессе эксплуатации электрооборудования станка необходимо проверять надежность контактов заземления электродвигателей, сердечника и вторичных обмоток понижающего трансформатора и электрических аппаратов.

Не реже одного раза в год должна производиться разборка электродвигателей, их внутренняя чистка, замена смазки подшипников.

Смена смазки в подшипниках при нормальных условиях работы производится через 4000 часов работы, но не реже одного раза в год . При работе в пыльной среде смена смазки в

подшипниках производится чаще, по мере надобности.

Перед набивкой свежей смазки подшипники должны быть тщательно промыты бензином . Камеру заполнить смазкой на 2/3 ее объема.

Безопасность работы электрооборудования станка обеспечивается его изготовлением в соответствии с ГОСТом и выполнением указаний имеющихся в паспорте станка.

При эксплуатации станка необходимо следить за состоянием электрических контактов, переключателей и автоматических выключателей.

При эксплуатации станка необходимо следить за работой понижающего трансформатора, не допускать его перегрузок, своевременно производить его техническое обслуживание.

Персонал, занятый обслуживанием электрооборудования станка, а также его наладкой и ремонтом, обязан:

иметь допуск к обслуживанию электроустановок напряжением до 1000 В;

знать действующие правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий по ГОСТ 12.1.01979 “ССБТ. Электробезопасность . Общие требования .” и ГОСТ 12.3.01980 “ CCБТ . Испытания и измерения электрические . Общие требования безопасности .”;

выполнять указаниями мер безопасности, которые содержатся в руководстве по эксплуатации станка;

знать принципы работы электрооборудования станка.

4.2 Мероприятия по экономии электроэнергии

Важнейшей современной задачей народного хозяйства является эффективное использование энергии . Ее решение позволит снизить расходы электрических и материальных ресурсов при производстве промышленной и сельскохозяйственной продукции, уменьшить большие не производственные расходы государства и населения в сфере жилищнокоммунального хозяйства, улучшить экологическую ситуацию в стране . Важную роль в решении этой проблемы играет электропривод, который является основным потребителем электроэнергии.

Энергосбережение может осуществляться как в самом электроприводе так и в обслуживаемых им технологических процессах, как на стадии проектирования и конструирования, так и при его эксплуатации.

Для уменьшения расхода электроэнергии, на производстве рацианально уменьшить холостой ход электродвигателей, увеличить их загрузку.

Так же нужно рацианально использовать общее и местное освещение, исключать их включение без производственной необходимости.

Необходимо производить регулярную чистку окон, для улудшения поступления дневного света.

В данном дипломном проекте на станке для шлифовки брикетных форм типа СФXБР/3 осуществили установку электродвигателей современных конструкций, тем самым, учитывая, что они обладают повышенными энергетическими показателями, мы осуществили мероприятия по экономии электрической энергии.

Так же в проекте осуществили замену магнитных пускателей на тиристорный пускатель и герсиконовые контакторы, которые потребляют меньшее количество электроэнергии.

Осуществили установку современного понижающего трансформатора с высоким коэффициентом полезного действия.

В цепи управления установлены маломощные элементы, потребляющие малое количество электроэнергии.

Таким образом в процессе модернизации электрооборудования и автоматики станка для шлифовки брикетных форм типа СФXБР/3 добились существенного снижения потребления электроэнергии.

5. Охрана труда

5.1 Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования

Прежде чем приступить к пуску сборочных единиц электрооборудования станка для шлифовки брикетных форм типа СФXБР/3 необходимо заземлить станок, электрошкаф и бак с эмульсией согласно действующим «Правилам устройства электроустановок».

Заземление выполняется с помощью провода или шин и осуществляется болтовым соединением на станке и сварочным соединением к общецеховому заземлению.

Монтаж и наладка электрооборудования станка должны производиться лицами, прошедшими инструктаж по технике безопасности под наблюдением ответственного за выполнение работы.

Персонал, занятый обслуживанием электрооборудования, а также его наладкой и ремонтом, обязан:

иметь допуск к обслуживанию электроустановок напряжением до 1000В;

знать действующие правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий;

знать принципы работы электрооборудования станка и работу его схемы автоматизированного управления.

При ремонте и перерывах в работе вводной выключатель должен быть обязательно отключен и заперт специальным устройством, предусмотренным конструкцией шкафа с электрооборудованием.

Не разрешается разъединять и соединять составные части, интенсивно работающие, штепсельных разъемов, находящихся под напряжением.

В схеме предусмотрена блокировка ограждения лестницы верхнего помоста, где установлен выключатель, отключающий электродвигатель главного движения. На станке также установлена сигнальная сирена, предупреждающая оператора о начале поворота стола.

Не разрешается работать на станке при обнаружении неисправности в работе электрических блокировок безопасности.

Рабочему не разрешается открывать двери электрошкафа. Для аварийного останова станка на каждом пульте управления установлена кнопка с грибовидным толкателем красного цвета.

Техника безопасности составляет часть общего комплекса мероприятий по охране труда, обеспечивающих здоровье, рациональные условия труда на производстве.

Работы по обслуживанию электроустановок относятся к особо опасным, поэтому к работе допускаются лица, прошедшие специальное обучение, имеющие соответствующие группу ПТБ, не моложе 18 лет и прошедшие медицинскую проверку.

Запрещается проводить работы или испытания электрооборудования и аппаратуры или их узлов, находящихся под напряжением, при отсутствии или неисправности защитных средств, блокировки ограждений или заземляющих цепей.

Пользоваться неисправным или непроверенным электроинструментом запрещено.

Диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики должны проходить испытания в сроки оговоренные ПТЭ и ПТБ.

Во время работы должна быть исключена всякая возможность нарушения заземления провода, так как это грозит поражением персонала током.

Для защиты персонала, производящего работы в электроустановках, от случайного прикосновения и приближения на опасное расстояние к токоведущим частям, находящихся под напряжением, а также для ограждения проходов в помещения, в которые вход запрещен, и для воспрепятствования включения аппаратов пользуются временными переносными ограждениями и плакатами.

5.2 Борьба с шумами и вибрацией

Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, неблагоприятно действующих на организм человека.

Вибрация представляет собой механические колебания и волны твердых цел.

Шум и вибрация могут быть причинами расстройства сердечнососудистой и нервной системы, а также опорнодвигательного аппарата человека . При избытке шума и вибрации на рабочем месте происходит снижение концентрации и внимательности у обслуживающего персонала, что влечет за собой увеличение производственного травматизма . Как последствие нахождения в производственных помещения с избытком шума и вибрации у обслуживающего персонала возникает повышенная утомляемость, увеличение кровяного давления.

Снижение шума и вибрации на производстве достигается в основном за счет применения малошумного оборудования.

В машинах и механизмах повышенные шум и вибрация часто возникают в результате недопустимого износа трущихся частей подшипников, неточной сборке при ремонте, поэтому в процессе эксплуатации электрооборудования необходимо своевременно производить замену смазки подшипников и следует своевременно производить ремонт.

Станок для шлифовки брикетных форм типа СФXБР/3 устанавливается на виброизоляционые опоры на полу цеха или бетонной подушке, что значительно уменьшает уровень шума и вибрации.

В процессе модернизации электрооборудования станка мы добились снижения уровня шума и вибрации за счет:

замены электродвигателей старых конструкций на новые, менее шумные в работе;

исключения дополнительного шума при перегрузках, так как электродвигатели защищены от перегрузки при помощи тепловых реле;

установки бесшумного в работе тиристорного пускателя и герсиконовых контакторов, вместо пускателей старых конструкций.

установки в цепи управления маломощной и бесшумной аппаратуры.

5.3 Противопожарные мероприятия

Причинами пожаров как правило являются работа с открытым огнем, неисправности электрических устройств и проводок, самовозгорание материалов при неисправном хранении, курении и несоблюдение правил пожаробезопасности.

Чтобы избежать пожара на станке, необходимо проверять контакты на степень зажима, так как искрение может привести к возгоранию изоляции. Очищать внутреннюю часть станка от ветоши и легко воспламеняющихся веществ. Курить разрешается только в специально отведенных местах. Пролитую горючую жидкость немедленно убирают. Использованные обтирочные материалы хранят в специальных металлических ящиках с плотно закрывающимися крышками.

В случае пожара необходимо принять меры по его ликвидации и своевременно сообщить в пожарную службу.

При работе станка в пожароопасных помещениях необходимо принимать меры по защите электрооборудования станка от повышенных температур, давления влаги, а также соблюдать действующие правила для окружающей среды.

Руководитель цехов, участков, лабораторий отвечают за правильное ведение технологических процессов, обеспечивают противопожарным инвентарем и средствами тушения пожаров, своевременное проведение инструктажей.

На крупных предприятиях создаются подразделения пожарной охраны. Начальник пожарной охраны подчиняется непосредственно руководителю предприятия.

На эти подразделения возложены следующие функции:

разработка мероприятий по тушению пожаров;

проведение разъяснительных работ;

содержание в исправном состоянии пожарного инвентаря;

тушение пожара на территории объекта;

руководство добровольной пожарной дружиной.

Для тушения пожара на станке необходимо применять углекислотные огнетушители с воздушномеханической пеной типа ПО1, ПО6. Для того, чтобы ограничить доступ кислорода к огню, можно использовать песок. Если на станке отключено напряжение, то можно воспользоваться пенными огнетушителями ОХП10.

Перечень противопожарных средств определяют местными инструкциями, согласованными с органами Государственного надзора.

На предприятиях электротехнической промышленности пожароопасными считаются следующие помещения:

склады минеральных масел;

насосные станции по перекачиванию мазута;

деревообрабатывающие цеха и др.

Основные средства пожаротушения: огнетушители, ящики с песком, щиты, листовой асбест, водорукав,

Вода для тушения пожара обычно забирается из резервуара. Если напор воды в общем водопроводе недостаточен, то его можно повысить пожарным насосом.

Литература

1. Григорьев О.П. и др. Тиристоры. Справочник. М.: Радио и связь, 1990

2. Григорьев О.П. и др. Диоды. Справочник. М.: Радио и связь, 1990

3. Дубровский В.В. и др.. Резисторы. Справочник. М.: Радио и связь, 1991

4. Зимин Е.Н., Преображенский В. И., Чувашов И.И. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.: Энергоиздат, 1981

5. Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., Энергия, 1976

6. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1991

7. Справочник по электрическим машинам: В двух томах / Под общей ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Том 1 М.: Энергоиздат, 1988

8. Справочник технолога машиностроителя. В 2х Т.2. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4е изд., переработан и дополнен. М.:Машиностроение, 1986

9. Стоколов В.Е. и др. Электрооборудование кузнечнопресовых машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1981