Послеремонтные испытания тяговых электродвигателей тепловозов

Прибор состоит из пьезоэлектрического датчика, присоединительного кабеля со штекером, измерительного блока, корпус которого изготовлен из алюминиевого сплава. На корпусе измерительного блока имеется гнездо, кнопка «включено - выключено», кнопка ПИК для фиксации наибольших показаний на дисплее, отсек источников питания с крышкой. Масса прибора (без источника питания) не более 0,4 кг. Устройство и принцип работы прибора иллюстрируется функциональной схемой (рис. 3.20.).

Схема обеспечивает обработку ультразвуковых сигналов от дефектов всех частей подшипника и оценку их совокупного значения в виде обобщенного критерия степени износа подшипника в балльной форме. Критерии степени износа подшипников в цифровой форме выводятся на дисплей. Оценка состояния износа определяется путем сравнивания фактического показания дисплея при проверке технического состояния подшипника с данными, полученными экспериментально по различным дефектам якорных подшипников.



Рисунок 3.20. Функциональная схема прибора ИРП-12.

Зависимость между техническим состоянием (степенью износа якорного подшипника) и показанием дисплея D прибора ИРП-12 от времени работы при номинальной нагрузке подшипника представлена на рис. 3.21.

Рисунок 3.21. Зависимость между состоянием подшипника и показаниями дисплея прибора ИРП-12.

Кривая Dm-a-b-c-d-e в координатах D (показания дисплея) и Т (суммарное время работы в часах с момента установки подшипника при рабочей нагрузке оборудования) показывает степень износа подшипника от времени. Точки кривой соответствуют следующим состояниям подшипника (если дефекты смазки и монтажа отсутствуют):

- Dm - исходное состояние;

- точка а - накопленные усталостные микротрещины в поверхностном и приповерхностном слоях тел и дорожек качения приводят к микровыкрашиваниям;

- участок а-b - развитие поверхностных трещин, мелких выкрашиваний, зарождение пятен выкрашивания на телах и дорожках качения;

- участок b-с - развитие трещин на телах и дорожках качения, приводящих в дальнейшем к выкрашиванию металла с образованием раковин, начало интенсивного износа сепаратора, рост пятен выкрашивания;

- участок c-d - образование мелких раковин, развитие трещин до сквозных на кольцах подшипника;

- точка е - работа подшипника с крупными раковинами, трещинами, генерация значительной вибрации до заклинивания с большим тепловыделением;

- точка d - вероятное разрушение сепаратора.

Область кривой Dm-a определяет зону устойчивой работы подшипника, а-с - область возможной эксплуатации, а переход показаний прибора в зону с-е сигнализирует о недопустимости дальнейшей эксплуатации. Для каждого конкретного подшипникового узла кривая D/(Т) снимается экспериментально. На ней устанавливают границы областей износа. Прибор работает следующим образом. Пьезодатчик включенного прибора прикладывается к наружной поверхности подшипникового узла в месте нахождения подшипника. Акустико-эмиссионный сигнал от работающего подшипника в полосе частот 20 - 300 кГц, несущий информацию об износных дефектах подшипника, после обработки в балльной цифровой форме выводится на дисплей. С использованием компьютерных технологий работают диагностические комплексы ВЕКТОР-2000, ВЕКТОР-2 (ПРИЗ), ПРОГНОЗ-1 и КИПАРИС.

Программно-методические комплексы виброакустической диагностики (ПМК-ВД), ВЕКТОР-2000, ВЕКТОР-2 (ПРИЗ) и КИПАРИС предназначены для:

- контроля технического состояния подшипников качения после их монтажа на локомотиве и в процессе эксплуатации;

- раннего обнаружения дефектов подшипниковых узлов с определением вида и величины всех 12 возможных дефектов подшипника;

- контроля за развитием дефектов вплоть до предаварийного состояния или замены подшипника с максимально возможными интервалами между измерениями;

- экспресс-прогноза технического состояния подшипников качения по однократным или периодическим измерениям вибрации для назначения сроков технического обслуживания или ремонта;

- накопления и хранения информации о состоянии подшипников качения в процессе эксплуатации.

Программно-методическое обеспечение виброакустического комплекса позволяет производить:

- автоматическую обработку результатов измерений вибрации виброанализатором с определением значений диагностических параметров и выводом их на экран монитора;

- автоматическую идентификацию всех обнаруженных из 12 основных дефектов подшипников качения с указанием их глубины;

- автоматическое определение рекомендованных пороговых значений для каждого вида дефекта с возможностью их коррекции по результатам анализа накопленной пользователем информации;

- автоматическое определение гарантированного срока эксплуатации подшипника до 20 % от его среднего ресурса (при отсутствии опасных дефектов);

- выдачу рекомендаций по устранению дефектов или замене подшипника при обнаружении опасных дефектов;

- диагностирование неограниченного количества подшипников, формирование и корректировку баз данных;

- ввод в базу данных информации о подшипниках с ее автоматической корректировкой;

- автоматический поиск ошибок и проверка совместимости результатов периодических измерений вибрации;

- детальное диагностирование подшипника в автоматическом режиме с выводом промежуточных результатов на экран монитора;

- подробный анализ спектров огибающей в неавтоматическом режиме;

- внесение в базу данных дополнительной информации;

- вывод на экран монитора или печатающее устройство необходимой документации;

- коррекцию данных подшипников с их последующим автоматическим или ручным передиагностированием по имеющимся в базе данных спектрам огибающей вибрации.

Структура программно-методического комплекса виброакустической диагностики представлена на рис. 3.22.

Дня организации виброакустического комплекса необходимы следующие аппаратные средства: спектроанализаторы - сборщики данных типа PL-36, 2526 «Брюль и Къер», ВЕКТОР-2000 (комплекс на базе компьютера Portable, персональный компьютер IBМ PC/AT не менее 486), акселерометр.

Рисунок 3.22. Программно-методический комплекс виброакустической диагностики.

1 - испытуемый обьект; 2 - спектроанализатор;

3 - ПК с програмным обеспечением; 4 - акселерометр.

В отделе ЭВМ Центра внедрения новой техники и технологий «Транспорт» МПС России (г. Омск) совместно с ЗАО «ВАСТ» (г. Санкт-Петербург) в 1997 г. был разработан комплекс оперативной

вибрдиагностики роторных механизмов ПРОГНОЗ-1. Комплекс предназначен для определения технического состояния и остаточного ресурса подшипников качения и зубчатых передач путем измерения, обработки, регистрации и анализа сигналов вибрации и частоты вращения механических узлов после проведения одного цикла измерений. В состав комплекса вибродиагностики входит IBM PC совместимый компьютер типа Portable (для переносного варианта) или компьютер с монитором на электронно-лучевой трубке для стационарного варианта, имеющий процессор 486 DX или выше, плата L1250f, адаптер L1250f, датчик вибрации, датчик оборотов, электронный ключ, разъемы и соединительные кабели.

Плата L1250f обеспечивает:

- установку дискретных значений коэффициента усиления тракта: 1, 2, 5;

- преобразование сигнала в цифровую форму;

- цифровую обработку входных сигналов (быстрое преобразование Фурье (БПФ), фильтрацию);

- обмен информацией с компьютером. Адаптер обеспечивает:

- подключение датчика вибрации к расположенному на плате усилителю заряда;

- подключение датчика оборотов;

- подключение питания и коммутаций восьми датчиков вибрации со встроенными усилителями;

- дискретную установку значений коэффициента усиления: 1, 10,100;

- фильтрацию входного сигнала для устранения эффекта наложения спектральных составляющих сигнала при его преобразовании в цифровую форму.

Датчики вибрации (пьезоэлектрические акселерометры) со встроенными усилителями типа АП57у и датчик оборотов с согласующими устройствами служат для измерения и синхронизации входных сигналов.

Комплекс решает следующие задачи:

- коммутацию измерительных каналов;

- регистрацию выборок виброизмерительной информации;

- преобразование аналогового сигнала в цифровую форму.

В локомотивных депо применяются и другие аппаратные средства, выполняющие аналогичные функции.

4. Электромеханические характеристики тяговых электродвигателей и тяговые характеристики электроподвижного состава постоянного тока

4.1 Электромеханические характеристики на валу тягового электродвигателя постоянного тока

Электрические машины постоянного тока могут иметь различные способы возбуждения: последовательное, параллельное, смешанное или независимое (рис. 2.1). В зависимости от способа возбуждения машины обладают разными электромеханическими характеристиками.

Рис. 4.1. Схемы электродвигателей с различным включением обмоток возбуждения:

а -- последовательным; б -- параллельным; виг -- смешанным соответственно с согласным и встречным включением параллельной и последовательной обмоток возбуждения; д -- независимым

Электромеханическими характеристиками на валу тягового электродвигателя называют зависимость частоты вращения якоря, вращающего момента и коэффициента полезного действия от потребляемого тока при неизменном напряжении и постоянной температуре обмоток 115 °С (по ГОСТ 2582--81*).

Характеристики тяговых электродвигателей электроподвижного состава переменного тока и тепловозов приводят при изменяющемся напряжении в соответствии с внешней характеристикой преобразователя или тягового генератора.

Электромеханические характеристики получают при стендовых испытаниях тяговых электродвигателей на заводе изготовителе и приводят в виде графиков или таблиц. Усредненные характеристики по испытаниям первых 10 двигателей называют типовыми характеристиками.

Рис. 4.2. Схема включения тягового электродвигателя

Чтобы определить зависимость частоты вращения якоря от тока, рассмотрим электрическую цепь тягового электродвигателя. При установившемся режиме работы подведенное к нему напряжение (рис. 2.2) уравновешивается электродвижущей силой (ЭДС), наводимой в обмотке якоря, и падением напряжения в обмотках:

UA-E + IAr, (4.1)

где Uд -- напряжение на тяговом электродвигателе, В; E -- электродвижущая сила, В; Iд -- ток тягового электродвигателя, А; r -- сопротивление обмоток тягового электродвигателя, Ом.

ЭДС тягового электродвигателя наводится за счет перемещения проводников обмотки якоря в магнитном поле. Она пропорциональна магнитному потоку и частоте вращения якоря, а также зависит от конструктивных особенностей тягового электродвигателя:

Где p -- число пар полюсов; п -- частота вращения якоря, об/мин; N -- число активных проводников обмотки якоря; Ф -- магнитный поток главного полюса, Вб; а -- число пар параллельных ветвей обмотки якоря.

Величину называют конструктивной постоянной тягового электродвигателя. Тогда ЭДС, можно определить так:

E=C1nФ. (4.2)

Подставив значение Е в уравнение (4.1), получим:

ил=С1пФ + 1лг, (4.3)

откуда

(4.4)

Таким образом, частота вращения тягового электродвигателя при постоянных значениях подведенного напряжения Uд, сопротивления обмоток r и конструктивной постоянной С1 зависит от тока Iд и магнитного потока Ф. Магнитный поток тягового электродвигателя, не имеющего компенсационной обмотки, зависит от тока возбуждения Iв, тока якоря IЯ, конструкции двигателя и материалов магнитопровода.

Зависимость магнитного потока от тока возбуждения называют магнитной характеристикой тягового электродвигателя. На практике вместо магнитного потока используют пропорциональные ему величины С1Ф или Е/п в зависимости от тока возбуждения /в.

Если тяговый электродвигатель не имеет компенсационной обмотки, то ток якоря под действием реакции якоря вызывает снижение магнитного потока. Поэтому зависимость С1Ф от тока возбуждения Iв при разных токах якоря Iя представляет собой семейство кривых (рис. 4.3). При большем токе якоря Iя кривые С1Ф(IВ) располагаются ниже. Эти кривые называют магнитными характеристиками при нагрузке, или нагрузочными характеристиками. В зоне малых токов Iв кривые прямолинейны и магнитный поток возрастает пропорционально току. Затем из-за насыщения магнитной системы темп роста магнитного потока замедляется.

На рис. 4.3 показана штриховая линия С1Ф(IВ) при последовательном возбуждении машины, когда Iв = Iя. В тяговом электродвигателе компенсационная обмотка почти полностью компенсирует реакцию якоря, магнитный поток практически не зависит от тока якоря и определяется только током возбуждения. Его магнитная характеристика при полной компенсации потока якоря представляет одну кривую при токе Iя = 0.



Рис. 4.3. Нагрузочные характеристики тягового электродвигателя

Нагрузочные характеристики можно использовать для расчета и построения электромеханических характеристик на валу тягового электродвигателя n(Iд) по формуле (4.4), а также вращающего момента М(Iд). Зависимость вращающего момента (Н*м) от тока тягового электродвигателя Iд и магнитного потока Ф выражается формулой:

М = 9,55С1Ф/Л - AM, (4.5)

где ДМ -- момент, возникающий вследствие механических и магнитных потерь в электродвигателе, Н-м:

(4.6)

здесь: ДРМЕХ и ДРМАГН -- соответственно мощность механических и магнитных потерь, Вт; п -- частота вращения, об/мин.

Вращающий момент без учета магнитных и механических потерь называют электромагнитным вращающим моментом:

Мэм = 9,55С1ФIД. (4.7)

Рис. 4.4 Электромеханические характеристики тягового электродвигателя последовательного возбуждения

Формулы (4.4)...(4.6) используют для расчета и построения кривых n(Iд) и М(Iд) при проектировании тяговых электродвигателей. Используя формулу (2.4), определяют частотувращения при заданном напряжении U и известных значениях конструктивной постоянной электродвигателя и сопротивления его обмоток для каждого тока Iд и соответствующего ему тока возбуждения Iв. Затем по формуле (4.6) и известным значениям механических и магнитных потерь вычисляют ДM для каждой скорости и тока Iд и вращающий момент М при каждом токе Iд. Обычно определяют 8... 10 точек и наносят на графики. На рис. 4.4 приведены для примера электромеханические характеристики на валу тягового электродвигателя последовательного возбуждения.

В тяговом электродвигателе происходит преобразование подведенной к нему электрической энергии в механическую, расходуемую на движение поезда. При этом часть энергии теряется. Общая мощность потерь ДР, складывается из отдельных составляющих:

ДРХ = ДРМ + ДРЩ + ДРмех + ДРмагн + ДРдоб, (4.8)

где ДРМ -- мощность потерь в меди обмоток; ДPЩ -- переходные потери в месте контакта щеток; ДРмех -- механические потери; ДРмагн -- магнитные потери при холостом ходе; ДЯдо6 -- добавочные потери при нагрузке.

Потери в меди обмоток ДРМ вызываются тепловым действием тока при его прохождении по проводникам обмоток якоря, главных и дополнительных полюсов и компенсационной обмотке:

ДРм=УI2ri

Где I - ток, проходящий по обмотке, A; ri -- сопротивление i-й обмотки, Ом.

Переходные потери в щеточном контакте DРЩ возникают в местах контакта щеток. По ГОСТ 2582 -- 81* эти потери определяют из расчета падения напряжения ДUщ, равного 3 В для щеток положительной и отрицательной полярности, в том случае, когда у них нет гибких шунтов, и равного 2 В при использовании щеток с шунтами:

ДРщ = ДUщI.

За счет потерь в меди и местах контакта щеток, которые называют электрическими потерями, уменьшается числитель в формуле (4.4), и снижается частота вращения тягового электродвигателя. На значение вращающего момента эти потери не влияют.

Механические потери ДРмех возникают из-за трения вала в моторно-якорных подшипниках, щеток о коллектор, якоря о воздух. У двигателей с самовентиляцией добавляются потери из-за вращения лопастей встроенного в машину вентилятора, прогоняющего охлаждающий воздух через электродвигатель. Эти потери возрастают с увеличением частоты вращения, а от нагрузки электродвигателя зависят незначительно.

Магнитные потери при холостом ходе ДРмагн складываются из потерь на гистерезис и потерь от вихревых токов в сердечнике и зубцах якоря тягового электродвигателя. Они возрастают с увеличением магнитного потока и частоты вращения якоря, т.е. частоты перемагничивания стали.

Добавочные потери при нагрузке ДРдоб добавляются к основным магнитным потерям. Они возникают вследствие искажения основного магнитного потока, наведения вихревых токов в полюсных наконечниках, неравномерного распределения токов по сечениям шин и щеток, возникновения токов в уравнительных соединениях. Эти потери возрастают с увеличением нагрузки электродвигателя. ГОСТ 2582 -- 81* рекомендует добавочные потери определять в зависимости от тока нагрузки по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Ток нагрузки в процентах от номинального	20	60	80	100	130	160	200
Добавочные потери в процентах от магнитных потерь при холостом ходе	22	23	26	30	38	48	65



Рис. 4.5. Потери холостого хода тягового электродвигателя

Сумму механических, магнитных и добавочных потерь называют потерями холостого хода ДРХХ и приводят в виде графиков в зависимости от частоты вращения п (рис. 4.5). Нижняя кривая показывает механические потери, последующие -- сумму механических, магнитных и добавочных потерь при разных токах возбуждения Iв.

Коэффициент полезного действия тягового электродвигателя зд определяют как отношение отдаваемой мощности P2 к подведенной мощности Р1.

зд=Р2/Р1 (2.9)

При известных потерях АР, отдаваемая мощность

Р2=Р1-ДР1

откуда

 (4.10)

В тяговом электродвигателе постоянного тока подводимая мощность равна UдIд, следовательно,

(4.11)

Или

(4.12)

КПД тягового электродвигателя можно определить, если известны подведенная мощность и потери мощности в двигателе. Потери в двигателях определяют расчетным путем или экспериментально при испытаниях на стенде.

Характерная кривая зависимости КПД от тока двигателя приведена на рис. 2.4. В зоне малых нагрузок КПД низок, в зоне номинальных нагрузок имеет наибольшее значение, а затем при увеличении нагрузки снижается. Низкий КПД при малых нагрузках объясняется большим влиянием механических потерь, а снижение КПД в зоне больших нагрузок -- увеличением электрических потерь.

4.2 Электромеханические характеристики тягового электродвигателя, отнесенные к ободам колес

На электроподвижном составе постоянного тока зависимость скорости движения и, силы тяги на ободах колесной пары Fкд и КПД з от тока электродвигателя Iд при неизменном напряжении и постоянной температуре обмоток электродвигателей называют электромеханическими характеристиками, отнесенными к ободам колес. Их приводят при тех же температурах обмоток, что и характеристики на валу электродвигателя (115 °С).

Электромеханические характеристики, отнесенные к ободам колес, можно получить пересчетом характеристик на валах тяговых электродвигателей. Вал якоря связан с колесной парой (рис. 4.6) через зубчатую передачу (редуктор), причем шестерня 4, соединенная с валом якоря тягового электродвигателя 3, имеет обычно меньшее число зубьев, чем зубчатое колесо 2, насаженное на ось колесной пары или на удлиненную ступицу колесного центра /. Отношение числа зубьев зубчатого колеса к числу зубьев шестерни называют передаточным отношением \х редуктора.

Найдем зависимость между частотой вращения вала тягового электродвигателя и скоростью движения локомотива.

Рис. 2.6. Схема передачи вращающего момента от тягового электродвигателя на колесную пару

Линейная скорость на ободах колесных пар, в м/с:

(4.13)

где D -- диаметр колес колесной пары, м; пк -- частота вращения колесной пары, об/мин.

Частота вращения колесной пары пк меньше частоты вращения вала тягового электродвигателя в \1 раз:

nK=n/м.

В практике работы железнодорожного транспорта скорость измеряют в км/ч. В тяге поездов также пользуются этой размерностью. Поэтому в формулу (2.13) введем переводной коэффициент. Так как 1 м = = 1/1000 км и 1 с = 1/3600 ч, то 1 м/с = (1/1000) / (1/3600) = = 3,6 км/ч.

Тогда скорость, в км/ч:

v = 3,6рDn/(60м),

v = 0,188Dn/ м. (4.14)

Формула (4.14) показывает, что при одной и той же частоте вращения якоря скорость движения больше при большем диаметре колес и меньшем передаточном отношении зубчатой передачи.

Чтобы найти связь между скоростью движения и током /д, подставим в формулу (4.14) значение частоты вращения из формулы (4.4):

Обозначив постоянные для данного локомотива параметры через C=C1м/(0.188D), получим:

(4.15)

Зависимость скорости движения от тока тягового электродвигателя v(Iд) называют скоростной характеристикой. Ее можно построить, проведя расчеты по формуле (4.15).

Разность между напряжением на тяговом электродвигателе и падением напряжения в его обмотках есть ЭДС Е:

Е = СФv (4.16)

Выражение (4.15) можно также получить из рис. 4.2 с учетом того, что напряжение, подводимое к тяговому электродвигателю, уравновешивается электродвижущей силой и падением напряжения в его обмотках, т.е.:

UД=СФv + 1Дr, (4.17)

откуда и выводится формула (4.15).

Если электродвигатель получает питание от преобразовательной установки или от тягового генератора, то его скоростные характеристики приводят не при постоянном напряжении, а при напряжении, определяемом характеристиками преобразователя или генератора.

Коэффициент полезного действия тягового электродвигателя, отнесенный к ободам колесных пар, учитывает не только потери в тяговом двигателе ДРД, но и потери в передаче ДРП:

ДР=ДРД+ДРП (4.18)

КПД з тягового электродвигателя, отнесенный к ободам колес, меньше КПД тягового электродвигателя и с учетом равенств (4.12) и (4.18):

(4.19)

Потери в передаче включают в себя потери на трение в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках при опорно-осевой подвеске тягового электродвигателя или в зубчатой передаче и подшипниках редуктора при опорно-рамном подвешивании. Потери в передаче зависят от скорости движения и реализуемой колесной парой силы тяги. Для расчета потерь в одноступенчатой цилиндрической зубчатой передаче и в моторно-осевых подшипниках тягового электродвигателя используют опытные данные, приведенные в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Подведенная мощность в процентах от номинальной мощности тягового двигателя	200	150	125	100	75	60	50	40	30	25
Потери Др„ в зубчатой передаче и моторноосе-вых подшипниках в процентах от подведенной мощности	3,5	3,0	2,7	2,5	2,5	2,7	3,2	4,4	6,7	8,5

Как видно из таблицы, при номинальном режиме в передаче теряется ДрП = 2,5 % от подведенной мощности. Потери в передаче в процентах от подведенной мощности определяют из уравнения

ДрП = ДрП 100/(UДIД). (2.20)

КПД передачи зП по известной величине ДрП, взятой из табл. 4.2, определяют как отношение мощности на ободе колеса Рк к мощности на валу тягового электродвигателя Р2. Так как Рк=Р2-ДрП, получим

зП =1-Др/Р2. (4.21)

Но из формулы (4.11) следует, что Р2= UдIдзд, а из формулы (4.20)

ДРП =ДpnUuIu/l00.

Подставив эти значения в формулу (4.21), получим

или

зп=1-Дрп/(100зд). (4.22)

Значения Дрп берут из табл. 4.2 или по кривой рис. 4.7, построенной в соответствии с данными табл. 4.2. Если были рассчитаны КПД зд и зп по формуле (4.22), то можно определить КПД з



Рис. 4.7. Зависимость Дрп от подводимой мощности

При преобразовании в тяговом электродвигателе электрической энергии в механическую теряется часть энергии, которую можно определить, зная КПД зд Затем при передаче механической энергии с вала электродвигателя на колесную пару теряется энергия в передаче, которую определяют исходя из КПД зп

Fкд эм=3,6СФIд. (4.26)

Таким образом, электромагнитная сила тяги пропорциональна произведению тока и магнитного потока в веберах (Вб). Она характеризует физическую картину возникновения вращающего момента и силы тяги как результата взаимодействия проводника, по которому протекает ток, с магнитным полем.

Если обозначить силы, вызванные механическими и магнитными потерями и потерями в передаче, через AF, то сила тяги на ободах колесной пары будет меньше электромагнитной силы на эту величину:

Fкд= Fкд эм-ДF

Fкд= 3,6CФIд-ДF (4.27)

Силу, ДF, затрачиваемую на преодоление перечисленных потерь, можно выразить так:

ДF = 3,6(Дрмагн + Дрмех + Дрп) / v.

При известных потерях сила тяги будет равна, Н:

Fкд = 3,6СФIд - 3,б(Дрмагн + Дрмех + Дрп) / v. (4.28)

В связи со сравнительно небольшим значением силы Др при оценке качественной стороны процесса реализации силы тяги и при ориентировочных расчетах можно принимать Fкд ~ Fкд эм или

Fкд ~ 3,6СФ/Д.

Силу тяги на ободах колесной пары можно получить, используя скоростную характеристику и кривые КПД. Для этого мощность на ободах колес Рк определяют из формулы (4.11) через подведенную к тяговому электродвигателю электрическую мощность, Вт:

(4.29)

Эту же мощность можно выразить через механическую мощность, расходуемую на движение поезда. Она равна произведению скорости движения и силы тяги, Нкм/ч:

РК=vFКД

Чтобы получить мощность Рк в ваттах, необходимо скорость перевести в метр в секунду (1 Н-м/с = 1 Вт), тогда

PK=vFКД/3,6. (4.30)

Приравнивая левые части уравнений (4.29) и (4.30), получают выражение для силы тяги, Н:

FКД=3,6UдIдз/v. (4.31)

Выведенные в этом разделе формулы дают возможность рассчитать электромеханические характеристики на ободах колес колесной пары по заданным характеристикам на валу тягового электродвигателя. Для этого задаются каким-либо током Iд1 и для него по электромеханическим характеристикам определяют частоту вращения п, вращающий момент М и КПД зд. Затем по формуле (4.22) рассчитывают зд, предварительно найдя мощность, потребляемую тяговым электродвигателем при токе Iд1, и Дрп из табл. 4.2 или из рис. 4.7.

По формулам (4.14) и (4.25) вычисляют скорость движения v и силу тяги Fm при заданных передаточном отношении редуктора и диаметрах колес колесной пары. КПД з определяют как произведение зд зп Далее проводят аналогичные расчеты при других токах Iд2, Iд3 и т.д. Обычно используют 8... 10 точек, причем для повышения точности их чаще берут в той зоне, где кривая резко меняет свое направление, и реже, если она близка к прямой. При этом, как правило, используют точки номинальных режимов (часового и продолжительного). Полученные точки откладывают в осях координат и соединяют с помощью лекала.

4.3 Пересчет характеристик при изменении передаточного отношения редуктора и диаметров колесных пар

Из формул (4.14) и (4.25) видно, что скоростная и электротяговая характеристики зависят от передаточного отношения редуктора и диаметров колес. Если передаточное отношение редуктора данного локомотива в процессе эксплуатации не меняется, то диаметры колес уменьшаются из-за износа и периодических обточек. Приводимые в ПТР характеристики обычно относят к номинальным диаметрам колес или -- к среднеизношенным.

В практике бывают случаи, когда тяговые электродвигатели одного и того же типа используют на разных локомотивах, имеющих различные передаточные отношения редукторов.

Порядок пересчета характеристик при изменении м. и D сводится к следующему. Если локомотив имеет передаточное отношение редуктора м1 и диаметр движущих колес Dv то, как следует из формулы (4.14), скорость его движения, км/ч:

В случае работы того же тягового электродвигателя на другом локомотиве, имеющем передаточное отношение м2 и диаметр движущих колес D2, при той же частоте вращения вала п скорость движения, км/ч:

V2 = 0,188 D2n/м2

Разделив второе равенство на первое, получим:

Откуда скорость движения:

 (4.32)

т.е. скорость движения при неизменной частоте вращения якоря тягового электродвигателя будет больше при большем диаметре колесных пар и меньшем передаточном отношении редуктора.

Силу тяги Fкд1 в ньютонах, при неизменном вращающем моменте М, диаметре колес Dl и передаточном отношении редуктора м1 определяют по формуле (4.25):

Fкд1=2M м1зп/D1

Аналогично при измененных значениях диаметра колеса D2 и передаточного отношения редуктора м2:

FKД2=2М м2зп/D2

Разделив второе равенство на первое, определяют силу тяги:

(4.33)

Из этого равенства видно, что большую силу тяги при неизменном вращающем моменте тягового электродвигателя получают при меньшем диаметре колесных пар и большем передаточном отношении редуктора.

Если нужно при одинаковых нагрузках тяговых электродвигателей получить разные скорости и силы тяги, например при использовании локомотива для грузовой и пассажирской службы, на электровозах и тепловозах меняют передаточное отношение м, оставляя одинаковыми диаметры колес. Чтобы получить большую скорость при сравнительно малой силе тяги у пассажирского локомотива, передаточное отношение должно составлять 1.5...3; у грузовых локомотивов, которые должны иметь большую силу тяги и меньшую скорость движения, передаточное отношение больше -- 3,5...5. Пересчет характеристик тягового электродвигателя на новые значения м и D целесообразно рассмотреть на примере.

Пример. Даны скоростные и электротяговые характеристики тягового электродвигателя ТЛ-2К электровоза ВЛ10 при диаметре движущего колеса D1 = 1250 мм и передаточном отношении (числе) зубчатой передачи м1 =3,826 (сплошные линии на рис. 4.8).

Рис. 4.8. Скоростные и электротяговые характеристики тягового электродвигателя при различных м и D (сплошные линии -- при D; = 1250 мм и м1 = 3,826; штриховые -- при D2 = 1200 мм и м 2 = 3,26)

Требуется определить скоростные и электротяговые характеристики этого электродвигателя при диаметре движущего колеса D2 = 1200 мм и передаточном отношении зубчатой передачи м 2 = 3,26.

Решение. 1. По кривым рис. 4.8 находим значения v1, и Fкд1 притоках 150, 200, 250, 300, 400, 480, 550, 600, 700, 800 А и заносим их в графы 2 и 3 табл. 4.3.

2. Для каждого значения тока Iд выбираем скорость и, и по формуле (4.32) определяем скорость v2 при том же токе, но измененных диаметре колеса и передаточном числе зубчатой передачи:

Таблица 4.3

Ток Iд	Заданные зна-	Полученные		Ток Iд	Заданные зна-	Полученные
А	чения	значения		А	чения	значения
	v1 км/ч	Fкд1 H	v2 км/ч	Fкд2 H			v1 км/ч	Fкд1 H	v2 км/ч	Fкд2 H
1	2	3	4	5		1	2	3	4	5
150	87,5	8100	98,6	7200		480	48,7	49700	54,9	44100
200	70,6	14000	79,6	12400		550	46,7	59500	52,6	52800
250	63,9	20400	72,0	18100		600	45,4	66500	51,2	59100
300	58,0	26100	65,4	23200		700	43,6	80000	49,1	71000
400	52,2	39500	58,8	35100		800	41,8	93600	47,1	83100

Из отношений диаметров колес и передаточных чисел видно, что уменьшение D ведет к снижению скорости, а уменьшение м -- к ее увеличению. Умножая на коэффициент 1,127 значения скорости из графы 2 табл. 4.3, получим соответствующие скорости v2- При Iд равном 150 А скорость v2 = 87,5*1,127 = = 98,6 км/ч и т.д. Полученные результаты заносим в графу 4 табл. 4.3.

3. Силу тяги для измененных диаметра колеса и передаточного отношения пересчитываем по формуле (4.33):



Отметим, что 0,888 = 1/1,127. Умножая силы тяги FKД1 (из графы 3 табл. 4.3) при разных токах I на 0,888, получим значения FKД2 для этих же токов. Для Iд = 150 А сила тяги Fкд2 = 0,888-8100 = 7200 Н. Результаты расчета заносим в графу 5 табл. 4.3 (с округлением до 100 Н).

По данным граф 1, 3 и 5 построены кривые v2(Iд) и FKД2(Iд) на рис. 4.8 (штриховые линии).

5. Определение себестоимости ремонта тягового электродвигателя ЭД-118

5.1 Основные расходы специфичные для локомотивного хозяйства

Расходы депо, участка рассчитывают в соответствии со статьями Номенклатуры расходов по основной деятельности железных дорог РФ по элементам затрат; эксплуатационные расходы подразделяются на основные расходы; основные, общие для всех отраслей хозяйства и общехозяйственные расходы.

План по труду депо, участка является основной частью плана экономического и социального развития и включает следующие показатели: численность работников, годовой фонд оплаты труда, средняя месячная заработная плата одного работника, производительность труда.

Численность работников планируется по профессиям, разрядам и должностям. Для расчёта плановой численности работников участка необходимо знать годовой фонд рабочего времени одного работника в планируемом периоде, Трудоёмкость производственного процесса с учётом коэффициента перевыполнения норм выработки.

Явочное число работников, т.е. число рабочих непосредственно выполняющих программу участка определяется по выражению:

(5.1)

где К3 -коэффициент, учитывающий замещение рабочих на время отпуска, болезни, выполнение государственных и общественных обязанностей, К3=0,15.

Чя=254 чел

Чсп = 254 * (1 + 0,15) = 293чел

Принимаем Чсп=293 чел

Производительность труда определяется по выражению:

(5.2)

Принимаем ПТ=8,5 ед./чел

Определяем годовой фонд заработной платы основным производственным рабочим:

(5.3)

где ТСР -средняя часовая тарифная ставка, ТСР = \9.&руб/час; КПР - коэффициент сдельного приработка, КПР = 0,03 - 0,2 ;

Принимаем КПР = 0,1 .

Кп - коэффициент премирования, Кп = 1,2 ;

Кн - коэффициент, учитывающий размер доплаты за работу в много сменном ежиме К = 0,3 .

ЗПОС = [(19.8 + 19.8 * 0,1)- (1 + 1,2)]- 2000 * 254 = 24341328руб .

Среднемесячная зарплата работников участка определяется по выражению:

 (5.4)

Для тепловозов распределение себестоимости по элементам затрат следующие: заработная плата- 30%, материалы - 52%. Находим отношение:

Определяем расходы на запасные части: по удельным расходам по данным бухгалтерии

1,73 * 24341328 = 42110497.44 руб.

Материальные затраты на 1 ремонто-комплект составляют:

5.2 Основные расходы общие для всех отраслей хозяйства железной дороги

Ст. 457. Годовой фонд дополнительной заработной платы включает выплаты производственным рабочим за неотработанное, но по закону оплачиваемое время: оплата отпусков, выплата выходных пособий при увольнении, оплата льготных часов подростков, перерывов в работе матерей для кормления ребёнка, времени, связанного с прохождением медицинских осмотров, компенсации женщинам, находящимся в частично оплачиваемом отпуске по уходу за ребёнком, выплаты работникам-донорам за дни обследования, сдачи крови и отдыха, за время вынужденного прогула, выполнения государственных обязанностей.

Годовой фонд дополнительной заработной платы может быть принят 13% к годовому фонду оплаты труда производственных рабочих, учтённому по ст. 025 что составляет:

24341328 * 0.13 = 3164372.6руб.

Ст. 458. Затраты, включённые в фонд оплаты труда, в связи с предоставлением предусмотренных законодательством льгот по понижению цен на форменную одежду, выдаваемую производственному персоналу. Рассчитывается в зависимости от числа работников, получающих её со скидкой, размера скидки, срока носки и стоимости. Принимаем 5% к ст. 457.

3164372.6 * 0,05 = 158218.6руб

Ст. 459. Обязательные отчисления по установленным законодательством нормам органом государственного социального страхования, пенсионного фонда и в государственный фонд занятости населения к затратам на оплату труда производственного персонала (с учётом ФОТ за непроработанное время). В настоящее время действуют ставки тарифов отчислений на социальные нужды:

- пенсионный фонд 28%, что составляет:

(24341328 + 3164372.6) * 0.28 = 7701596.2

- фонд медицинского страхования 3,6%, т.е.:

(24341328 + 3164372.6) * 0,036 = 990205.2

- фонд социального страхования 4,7%, т.е .

(24341328 + 3164372.6) * 0,047 = 1292767.9

Ст. 460. Отчисления, производимые ежемесячно для образования резерва на выплату вознаграждения по итогам работы за год, что составляет 5% к ФОТ производственных рабочих.

24341328 * 0,05 = 1217066руб .

Ст. 461. Учитывает затраты по охране труда работников, не относящихся к аппарату управления: обеспечение рабочих спецодеждой, оплата счетов за её стирку, чистку, починку, на содержание умывальников, душей, сушильных шкафов для спецодежды, оборудования, связанного с охраной труда, стоимость мыла, бесплатно выдаваемого молока и прочие затраты, что составляет 4% от годового ФОТ производственных рабочих.

24341328 * 0,04 = 973653руб .

Ст. 462. Прочие затраты по оплате в соответствии с установленным законодательством нормами командировочных расходов, подъёмных производственному персоналу. Они составляют 0,5% от суммы основных расходов по ст. 025

(24341328 + 42110497.44) * 0,005 = 332259руб .

Ст. 463. Расходы на оплату труда, материальные затраты и прочие в связи с обслуживанием и текущим ремонтом зданий, сооружений и инвентаря производственного назначения.

Затраты на топливо для отопления помещений депо, участка определяются по выражению:

 (5.5)

где Цт - стоимость 1т каменного угля, Цт = 1200руб;

ЧУд -удельный расход тепла на 1м3 помещения, qyd = 85кДж/ч;

V - объём здания, V = 1020(Ъи3;

Н -длительность отопительного сезона, Н = 4320ч;

кус -теплота сгорания условного топлива, кус293№кДж/кг;

зт -технический эквивалент топлива, зт = 0,7; зК -коэффициент полезного действия котельной, зК = 0,8.

Расходы на электроэнергию для освещения определяются по выражению:

(5.6)

где Цэл -стоимость 1кВт.ч электроэнергии на освещение, Цэл =1,1 руб ;

В - удельный расход энергии на освещение, В = 20Вт / м2;

S -площадь участка, S-1275 м2

Нос - продолжительность горения светильников в течении года,

Нос = 2200ч.

Расходы на фонд оплаты рабочих, занятых ремонтом зданий и сооружений, а также затраты на материалы принимаются в размере 1% от балансовой стоимости здания депо, участка, которая определяется умножением стоимости 1м3 здания на объём здания. Стоимость Ы3 составляет 600 руб., следовательно балансовая стоимость здания депо, участка составит:

600*10200=6120000 руб.

Отсюда получается, что расходы на фонд оплаты рабочих, занятых ремонтом зданий и сооружений составляют:

6120000*0,01=61200 руб.

Ст. 464. Расходы на ФОТ работников, занятых эксплуатацией, текущим ремонтом и обслуживанием очистных сооружений, фильтров и другого природоохранительного оборудования и объектов и соответствующие материальные затраты и оплата услуг сторонних организаций природоохранительного характера принимаются в размере 1% к дополнительной зарплате и составляют:

3164372,6*0,01=31643,7 руб.

Ст.465. Амортизация производственных основных фондов, непосредственно участвующих в процессе производства, за исключением учитываемых по статьям основных расходов, специфических для локомотивного хозяйства. Амортизационные отчисления по зданиям и сооружениям принимаются в размере 2% от их балансовой стоимости, т.е.:

1000* 10200*0,02=204000 руб.

Нормы амортизации на технологическое оборудование составляют 8% от его балансовой стоимости, которая принимается в размере 2866880. Следовательно, норма амортизации на технологическое оборудование равно:

2866880*0,08=229350,4 руб.

Ст. 466. Стоимость малоценных и быстроизнашивающихся предметов производственного назначения, списываемых на расходы при передаче их в эксплуатацию и износ, составляет 1% от балансовой стоимости технологического оборудования, т.е.:

2866880*0,01=28668,8

Ст.469. Расходы на оплату труда работников, обслуживающих технологическое оборудование, а также расходы на материалы и электроэнергию.

Расходы на силовую электроэнергию для производственных целей определяются по выражению:

(5.7)

где Ц с -стоимость 1кВТ*ч силовой электроэнергии, Цс =1,1руб;

N - суммарная мощность потребителей силовой электроэнергии, N=541,ЗкВт;

ФРВ - годовой фонд рабочего времени, ФРВ = 6264ч;

m - количество смен работы участка, т=2;

К -коэффициент загрузки оборудования, К - 0,75;

зп -коэффициент полезного действия потребителей, зп =0,8;

зc - коэффициент потери в электросети, зс = 0,96.

Остальные расходы по этой статье принимаются в размере 4% от расходов на силовую электроэнергию, т.е.:

7284714*0,04=291388,5 руб.

Ст. 470. Отчисления в резерв на капитальный ремонт основных средств, непосредственно участвующих в процессе производства, кроме отчислений, учитывающих по статьям основных расходов, специфичных для локомотивного хозяйства. Принимается как сумма затрат по ст. 465 и составляет 232668,8 руб.

Ст. 472. Учитывает расходы, связанные с содержанием, ремонтом и обслуживанием внутреннего транспорта - электрокаров, электропогрузчиков и т.д., которые составляют 1,5% от балансовой стоимости технологического оборудования.

ремонт тяговый двигатель себестоимость

2866880*0,015=43003 руб.

5.3 Общехозяйственные расходы

Ст. 485. Затраты на оплату труда персонала производственных участков и других специалистов, не относящихся к аппарату управления (инженеры, техники, мастера, нарядчики и др.). Данные об этих рабочих представлены в таблице 8.1.

Таблица 5.1 Данные об оперативно-производственном персонале, учитываемом по ст. 485

Наименование должности	Количество	Средняя	Годовая	Годовая
	рабочих	часовая	зарплата	зарплата с
		тарифная		учётом
		ставка		количества
				рабочих
Начальник
производственно-
технического отдела	1	38,72	69928	69928
Инженер по охране труда	1	22,73	41050,38	41050,38
Инженер по снабжению	1	22,73	41050,38	41050,38
Начальник лаборатории	1	22,73	41050,38	41050,38
Инструктор	1	22,73	41050,38	41050,38
Диспетчер	2	22,73	41050,38	82100,76
Инженер	2	20,48	36986,88	73973,76
Техник	2	13,66	24669,96	49339,92
Нарядчик	1	9,54	17229,24	17229,24
Мастер	1	22,73	41050,38	41050,38
Итого	13			497823,58

С учётом премии 50% расходы по статье составляют 746735,37руб.

Ст. 487, 488, 489. Затраты по обслуживанию, текущему ремонту и амортизации основных фондов общехозяйственного назначения и отчисления в резерв на создание фонда по их капитальному ремонту. Расходы принимаются в размере 25% к сумме по ст.463,465,470, что составляет:

(273848,2+61710+61200+204000+229350,4+232668,8)*0,25=265694,4руб

Остальные общехозяйственные расходы локомотивного депо составляют 60% к ФОТ производственных рабочих, т.е.:

24341328*0,6=14604796,8 руб

5.4 Технико-экономические показатели работы участка

Производительность труда определим по выражению:

(5.8)

Фондоотдача определяем по формуле:

(5.9)

где Сф- стоимость основных производственных средств, Сф=6866880 руб.

Фондоёмкость определяем по выражению:

(5.10)

Производительность производственной площади определяем по выражению:

(5.11)

Удельный расход электроэнергии определяем по выражению:

(5.12)

где W - суммарный расход электроэнергии на освещение и силовой электроэнергии, W = 298,5кВт - ч

Удельный расход основной заработной платы определим по выражению:

(5.13)

Для снижения удельных расходов необходимо повышать производительность труда, увеличивать загрузку технологического оборудования, рационально использовать электроэнергию, воду, пар, запасные части и другие ресурсы.

Таблица 5.2 Калькуляция себестоимости отремонтированного тягового двигателя

Показатели	Единица измерения	Величина
1. Производственная программа ремонта участка	ед/год	2500
2. Текущие расходы	руб/год	99845360,6
2.1. Основные расходы специфичные для локомотивного хозяйства, всего в т.ч. 2.1.1. ст. 238	руб/год	66451825,4 66451825,4
2.2. Основные расходы общие,		32381105,2
всего	руб/год
в т.ч.		3164372,6
2.2.1. ст. 457		158218,6
2.2.2. ст. 458		9984569,3
2.2.3. ст. 459		1217066
2.2.4. ст. 460		973653
2.2.5. ст. 461		332259
2.2.6. ст. 462		396758,2
2.2.7. ст. 463		31643,7
2.2.8. ст. 464		433350,4
2.2.9. ст. 465		28668,8
2.2.10. ст. 466		7576102,5
2.2. 11. ст. 469		232668,8
2.2.12. ст. 470		43003
Продолжение Таблицы 5.2.
2.2. 13. ст. 472
2.3. Общехозяйственные расходы,
всего	руб/год	1012430
2.3.1. ст. 485		746735,37
2.3.2. ст. 487,488,489		265694,4
3. Себестоимость единицы ремонта	руб/ед	39938

6. Охрана труда

6.1 Расчёт систем искусственного освещения

По конструктивному исполнению различают следующие системы искусственного освещения:

- общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования, например, над сборочным конвейером (общее локализованное освещение);

- комбинированное - освещение, при котором к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочем месте.

Цехи промышленных предприятий располагаются в зданиях высотой от 3,2 до 18 м и шириной пролетов от 6 до 30 м. Таким образом, в зависимости от назначения цеха и отрасли, к которой относится предприятие, размеры производственных помещений изменяются в широких пределах.

Таблица 6.1 Рекомендуемые типы источников света общего освещения механических и сборочных цехов

Строительный модуль, м	Высота, м	Тип лампы2
6х 9	6,0-7,2	ЛЛ
6х12	3,2-6,0	ЛЛ
	4,8-6,0	ЛЛ
6х18	6,0-12,0	ЛЛ, МГЛ
	12,0-14,4	МГЛ, ДРЛ
Строительный модуль, м	Высота, м	Тип лампы2
6х24	5,4-6,0	ЛЛ
	6,0-12,0	ЛЛ, МГЛ
	12,0-5,0;15,0-18,0	МГЛ,ДРЛ
6х 30	12,6-15,0	МГЛ,
	15,0-18,0	ДРЛ

2 ЛЛ - люминесцентная; ДРЛ - дуговая ртутная люминесцентная; МГЛ - металлогалогенная.

Большинство механических цехов располагается в зданиях высотой до 6 м, шириной пролета от 9 до 30 м. Сборочные цехи приборостроительных, часовых и им подобных заводов располагаются, как правило, в многоэтажных зданиях высотой до 6 м и пролетами шириной 6-9 м. Для освещения таких помещений в системах искусственного освещения используются преимущественно люминесцентные лампы.

На автомобильных, станкостроительных, трансформаторных и им подобных заводах сборочные цехи, а также механические цехи тяжелого машиностроения размещаются на значительных площадях многопролетных корпусов с высотой до 18 м. В таких помещениях чаще используются газоразрядные лампы типа МГЛ или ДРЛ.

Оборудование (станки, сборочные конвейеры и т.п.) располагаются, как правило, рядами вдоль пролетов (станки иногда располагаются под небольшими углами к продольной оси пролета). Число рядов оборудования может колебаться от одного до четырех. Основной проход между рядами станков располагается в центре пролета и имеет ширину 2-4 м. Слесарные верстаки и столы контролеров размещаются поодиночке или рядами на специально выделенных участках.

Работы в механических и сборочных цехах (на станках, сборочных конвейерах, верстаках) связаны с контролем правильности установки и обработки детали, фиксирования деталей относительно друг друга, настройки станка, инструмента, контролем качества обработки и сборки. Они относятся к I - IV разрядам зрительных работ (обработка деталей, связанная с контролем предельными калибрами - IVа; обработка деталей, связанная с контролем универсальным инструментом - IIIа; сборка инструмента - Iа; сборка в цехах машиностроения - IIIа, IIIб; сборка в цехах приборостроения - Iб; сборка в цехах деревообрабатывающих заводов - IVв и т.д.). Это требует комбинированного освещения с преимущественным использованием для общего освещения люминесцентных ламп типа ЛБ (белого цвета). Для местного освещения работ с блестящими металлическими поверхностями следует применять лампы типа ЛД (дневного света) или ЛХБ (холодного белого цвета), а в сборочных цехах приборостроения - ЛДЦ (дневного света с улучшенной светопередачей).

Использование ламп МГЛ или ДРЛ для общего освещения возможно лишь в высоких цехах (6 м и выше), когда применение люминесцентных ламп приводит к резкому и неприемлемому увеличению их количества, значительно затрудняющему и удорожающему эксплуатацию систем освещения. Лампы накаливания используются в основном для местного освещения металлообрабатывающих станков и слесарных верстаков. С этой целью могут быть рекомендованы лампы МО 24-60, МОЗ 40-60 (см. приложение, табл. П3). При этом светильники имеют непросвечивающиеся отражатели и располагаются так, чтобы световой поток не падал в глаза работающих.

Для повышения равномерности освещения и уменьшения затенения рабочей поверхности корпусом оборудования (особенно в цехах небольшой высоты) светильники с люминесцентными лампами целесообразно размещать в виде непрерывных линий или с небольшим разрывом. Исходя из этого, при устройстве освещения вышеуказанных цехов наиболее целесообразными могут оказаться люминесцентные лампы небольшой мощности (например, ЛБ65 или ЛБ40).

1	2	3	4

Рис.6.1. Схемы равномерного размещения светильников с люминесцентными лампами: 1-4 - номера схем размещения; a - расстояние от стены (ряда колонн) до первого ряда светильников; l1 - то же между первым и вторым рядами светильников; l2 - то же между вторым и третьим рядами светильников

Для создания требуемых условий освещенности на рабочих местах и лучшего освещения механизмов управления станками рекомендуется ряды светильников размещать не над суппортами станков, а сдвигать их в сторону механизмов управления на 0,5- 1 м, что наиболее важно при небольшой высоте установки светильников, когда возможно затенение пульта управления выступающими частями станка.

Требуемое число светильников в линии на модуль для любого варианта уточняется по формуле

, (6.1)

где Nтабл - число светильников в линии на модуль

Kн - поправочный коэффициент на высоту подвеса светильника

Кw - поправочный коэффициент на мощность ламп, равный 1,0 для ламп мощностью 65 Вт, 0,87 - для ламп 80 Вт и 1,52 - для 40 Вт;

КE - поправочный коэффициент на освещенность, равный 1,0 для освещенности 300 лк, 1,33 для 400 лк и 1,67 для 500 лк;

КL - поправочный коэффициент на длину помещения, равный отношению L/6.

6.2 Расчёт освещения рабочего места, где располагается полуавтоматический станок для обточки и шлифовки коллектора

Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.

Для освещения помещения, в котором работает оператор, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

Естественное освещение - осуществляется через окна в наружных стенах здания.

Искусственное освещение - используется при недостаточном естественном освещении и осуществляется с помощью двух систем: общего и местного освещения. Общим называют освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения. Местным называют освещение, предназначенное для определённого рабочего места.

Для помещения, где находится рабочее место , используется система общего освещения.

Нормами для данных работ установлена необходимая освещённость рабочего места ЕН=300 лк (для работ высокой точности, когда наименьший размер объекта различения равен 0.3 - 0.5 мм).

Расчёт системы освещения производится методом коэффициента использования светового потока, который выражается отношением светового потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Его величина зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемой коэффициентами отражения стен и потолка.

Общий световой поток определяется по формуле:

, (6.2)

где ЕН - необходимая освещённость рабочего места по норме (ЕН=300 лк);

S - площадь помещения, м2;

z1 - коэффициент запаса, который учитывает износ и загрязнение светильников

z2 - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения

з - коэффициент использования светового потока выбирается из таблиц в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка помещения.

Определим площадь помещения, если его длина составляет Lд= м, а ширина Lш=3.7 м:

=6.53.7=24 м2 (6.3)

Выберем коэффициент использования светового потока по следующим данным:

- коэффициент отражения побелённого потолка rп=70%;