Курсовая. 1. Описание назначения и применения станка
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
4.4.2 Технико-экономическое обоснование выбора типа электропривода Во всех отраслях народного хозяйства проявляется тенденция роста доли регулируемого электропривода, и в связи с этим становится все более актуальным вопрос о рациональных областях применения электропривода постоянного и переменного тока. Вопрос эксплуатационной надежности. Коллекторный и щёточный аппарат в Ад, действительно, отсутствуют. Но это практически не сказывается на сравнительной надежности ДПТ и Ад в рассматриваемом случае их применения. дело в том, что при небольших частотах вращения и мощностях, ресурс и эксплуатационная надежность коллектора и щеточного аппарата не ниже, чем у подшипников электродвигателя. Поэтому отсутствие коллектора у Ад не увеличивает интервала между планово - предупредительными ремонтами и не сказывается сколь - нибудь заметным образом на эксплуатационных качествах электрооборудования станка. Что касается интенсивности отказов, то уже сегодня интенсивность отказов дПТ пренебрежимо мала в сравнении с таковой у весьма сложных полупроводниковых управляющих устройств. Вывод: при переходе на асинхронные следящие электроприводы следует ожидать только снижение эксплуатационной надежности электрооборудования станка. Вопрос габаритов и охлаждения. КПД асинхронного двигателя существенно ниже, чем у электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, что при одинаковых условиях охлаждения и одинаковом уровне изоляции вызывает повышение расхода активных материалов и поверхности охлаждения. Ситуация усугубляется и неравным единице коэффициентом мощности АД. Серийные АД предназначены для работы с номинальной частотой вращения, т.е. с самовентиляцией, эти АД предельно использованы по активным материалам (сталь, изоляция), что значительно повышает вероятность их отказа; в электрооборудовании дорогих станков с ЧПУ необходимо будет применять двигатели с меньшим использованием активных материалов и, следовательно, с увеличенными габаритами (дополнительно к увеличению, вызванному утратой самовентиляции) в АД придётся встроить датчики обратных связей системы автоматического регулирования. Вывод: результирующий выигрыш в габаритах АД из - за отсутствия у него коллектора проблематичен; во всяком случае, он не может быть таким, чтобы ощутимо сказаться на конструкции механизмов станка. Момент инерции двигателей Наличие потерь в статоре и в роторе АД в сочетании со стремлением минимизировать его воздушный зазор (с целью повысить его КПД и коэффициент мощности) существенно затрудняют выполнение его с большим отношением длины его ротора к диаметру. 4.5 Расчетная часть 4.5.1 Рассчитаем диапазон регулирования для привода подачи Скорости быстрого перемещения суппорта соответствует частота вращения винта привода подач: n  об/мин (5.1)где   - скорость быстрого перемещения суппорта (м/мин);m-шаг винта привода подач, (м); Максимальная частота вращения винта привода подачи: n  (5.2)n   об/минДиапазон регулирования рабочей скорости: D=  об/мин (5.3)D  Общий диапазон регулирования: D=  об/мин (5.4)D  4.5.2 Организация ремонта и обслуживания ЭП консольно-фрезерного станка Для бесперебойной работы ЭП подачи консольно-фрезерного станка требуется систематическое ТО его и обслуживание работы. На их выполнение расходуется значительные трудовые и материальные ресурсы. Решение такой задачи требуется организация правильной эксплуатации, ТО, своевременного выполнения необходимых ремонтов, а также модернизация оборудования. 4.5.3 Виды ремонтов Ремонт – это комплекс работ для поддержания и восстановления исправности, или работоспособности системы электрооборудования за счет замены или восстановления изношенных, разрушенных элементов (узлов, деталей), регулировки и наладки ремонтного оборудования с доведение их параметров до пределов, обусловленных паспортом и техническими условиями. Планово-предупредительный ремонт (ППР) включает в себя работы по ТО, текущему и капитальному ремонту. Текущий ремонт: • внешний осмотр электрооборудования станка, промывку спиртом контактных соединений, а также регулировку натяжения ремённых передач при необходимости. Для двигателя 4А : • проверка состояния и смазки подшипников (при необходимости производится их замена): осмотр, очистка и продувка сжатым воздухом статор и якорной обмотки коллектора; проверка креплений и устранение местных повреждений изоляции обмотки; подтяжка крепёжных соединений и контактов; зачистка и шлифовка коллектора; проверка и регулировка щёткодержателей; проверка работы на холостом ходу и под нагрузкой. Все мероприятия капитального ремонта: Для двигателя 4А: полная и частичная замена обмоток или их ремонт, правка или замена якоря двигателя, переборка коллектора (при необходимости), замена крепёжных деталей, очистка, сборка, окраска двигателя, испытание двигателя в соответствии с требованиями нормативной документации для новых двигателей. Структура ремонтного цикла Для разработки ППР оборудования необходимо придерживаться следующих нормативов: • длительность ремонт цикла (отрезок времени между 2 капитальными ремонтами; • структура ремонтного цикла; межремонтный период. Дата ввода оборудования в эксплуатацию или дата проведения после- дующего капитального ремонта. 1. Ремонтный цикл (РЦ)-наработка оборудования между двумя плановыми ремонтами, а для вновь вводимого наработка от ввода в эксплуатацию до 1-го планового капитального ремонта. Межремонтный период (МП) - наработка от ввода в эксплуатацию до 1-го планового ремонта. Согласно литературе определяется продолжительность межремонтного цикла и межремонтного периода: Продолжительность межремонтного цикла и межремонтного периода с учетом поправочных коэффициентов βр (коэффициент сменности) и βи (коэффициент использования) определяется по формуле () Электродвигатель Tпл = Tтабл·βр ·βи =6·1·1=6 лет (5.5) где βр =2/Ксм =2/2=1(при двухсменном режиме работы) , βи = 1(коэффициент спроса фактический не отличается от табличного). tпл = tтабл·βр·βи =8·1·1=8 месяцев Электропривод Tпл = Tтабл·βр ·βи (5.6) Tпл =10·1·1=10 года где βр =2/Ксм =2/2=1(при двухсменном режиме работы) , βи = 1(коэффициент спроса фактический не отличается от табличного). tпл = tтабл·βр·βи =24 месяця Структура ремонтных циклов представлена в таблице 4.1 Таблица 4.1-Структура ремонтных циклов.
График ППР на 2021 г. График ППР на 1-й год эксплуатации электропривода подач токарно-винторезного станка представлен в таблице 4.2 Таблица 4.2-График ППР
Нормы трудоемкости для асинхронного двигателя мощностью 2,2 кВт будут равны : капитального ремонта, К=6 чел/час; текущего ремонта, Тр=2 чел/час; текущего обслуживания, То=0,3 чел/час. Периодичность КР ППР может быть увеличена, если при наступлении срока ремонта после полной проверки схемы характеристика преобразователя будет удовлетворять его первоначальным техническим характеристикам. Определение численности ремонтного персонала в год. Определим численность ремонтного персонала на год, для обслуживания и ремонта электропривода, определяется по формуле:  , где (5.7) – реальный фонд рабочего времени, =1608,15час; – коэффициент выполнения норм, =1,1; – суммарная трудоемкость за год, чел·ч:  чел (5.8)Определим, сколько подобных механизмов сможет обслуживать один ремонтник:  (шт. в год) (5.9)4.5.6 Вывод Расчет численности рабочего персонала для обслуживания электропривода показал, что для ремонта 243 подобных электроприводов в течение года необходимо иметь одного работника из числа ремонтного персонала. 4.6 Экономическое обоснование целесообразности модернизации Технико-экономическое обоснование. Электропривод подачи станка, находящийся в эксплуатации имеет ряд недостатков: - не отвечает требованиям экономичности, - не отвечает требованиям точности управления, - не обладает требуемым уровнем надежности так как физически и морально устарел. Проведение модернизации ЭП подачи станка приведёт к: - увеличению производительности готовой продукции за счёт сокращении времени на переключение подачи (до модернизации: ступенчатое регулирование подачи с выключением привода для переключения; после: бесступенчатое регулирование под нагрузкой без выключения привода) на 20%, до модернизации в среднем станок производил 2530 (Ремонтно-инструментальный цех завода автозапчастей) деталей в год, а после 3036 деталей. - уменьшение затрат на ТО и ремонт (демонтаж механической коробки передач). Так как изменение скорости производится электрическим а не механическим способом, требующего редуктор привода подач. Редуктор имеет сложную кинематическую цепь, составлен из ненадёжных звеньев (подшипники, зубья передачи, механизмы их переключения и др.), которые требуют в значительной степени больших материальных затрат, времени и частоты проведения ТО и ремонта по сравнению с комплектным тиристорным ЭП. Расчёт дополнительных капитальных вложений, необходимых для проведения модернизации. Расчёт дополнительных капитальных вложений определяется по формуле  (5.10)где Ц - стоимость приобретённого оборудования;  -транспортно-заготовительные расходы; -расходы на демонтаж; -расходы на монтаж; -затраты на разработку ЭП; -стоимость ликвидированного оборудования;Расчёт стоимости покупных и комплектующих изделий сведён в таблицу 4.6 Таблица 4.6-Стоимость покупных и комплектных изделий.
Транспортно-заготовительные расходы составляют примерно 15% от стоимости покупного изделия :  руб. (5.11)На демонтажные работы требуется 16 чел*час. Демонтаж будет проводится в одну смену , тогда требуется 2 монтажника. Часовая тарифная ставка монтажника составляет 76.08 руб./час.  = руб. (5.12)Монтаж будут производить тем же персоналом в течении 12 часов, тогда затраты на монтажные работы составляют:   руб. Расчёт заработных плат специалистов осуществляющих проектирование электропривода представлен в таблице 5.3.2 Определим ликвидационную стоимость. Ликвидационная стоимость считается по стоимости лома так как срок службы коробки подач и двигателя истёк.  (5.13) = руб.где m-масса лома коробки подач и двигателя(m=200 кг), кг;  - цена 1кг стали , ( =6,5 руб/кг) -цена 1кг меди (,  =200 руб/кг),Таблица 4.2-Затраты на проектирование
Дополнительные капитальные вложения составят  =17088+2563,2+1217,28+1825,92+31400-1520=55614,4 руб.Расчёт эксплуатационных затрат. Эксплуатационные затраты рассчитываются по формуле С  (5.14)где:  - затраты на электроэнергию, - затраты на ТО и ремонт, - амортизационные отчисления.Эксплуатационные затраты до модернизации Капитальный ремонт привода подач (коробка подач, коробка передач) включает в себя• очистить от пыли и грязи; провести демонтажные работы; замена, регулировка и смазка подшипников; замена (износившихся) и регулировка зазоров зацепления в зубчатых передачах коробки передачи и подачи; производство монтажных работ. Затраты на ремонт:  , (5.15)где  -тарифная ставка ремонтного рабочего 4 разряда, руб/час  76.08 руб/ч. -трудоёмкость ремонта работ, час ( =157 час)  – материальные затраты на проведение ремонта, 30375 руб. , (5.16)где: Ссоп – запасные части для ящиков сопротивлений, 4130руб; Сконт – затраты на контактную аппаратуру, 6500руб; Смас – затраты на покупку масла, 1045руб; Спод – затраты на покупку подшипников, 8400руб; Сред – замена изношенных узлов редуктора, 9800руб; Снепр – непредвиденные расходы, 500руб.   рубРасчет затрат на электроэнергию.  , (5.17)где:  – время работы двигателя ,   -мощность двигателя, кВт ( );Рэп=Рдв/n=2.5/0.80=3,125 кВт Сээ = 2,340 – стоимость 1 кВт/ч при однотарифной ставке.     руб.Эксплуатационные затраты после модернизации  (5.18)Для нового электродвигателя (Р=2.2/0,80=2.75 кВт) потребление ЭЭ составит:  (5.19) где  -действительный годовой фонд рабочего времени, час ( =1608,15 ч) руб. (5.20) где:  -срок эксплуатации. руб. (5.21)  рубгде:  час-трудоёмкость работ при проведении То и Тр руб. – стоимость материала применяемого при смазке (технический вазелин) =10348,44+2147,7+948,87=13445,34руб.Определение годового экономического эффекта от проведения модернизации. Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле Эг=З1-З2 (5.22)  -приведённые затраты до и после модернизации;  (5.23) -эксплуатационные затраты до и после модернизации; =0.15-коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; фрезерный станок электрооборудование ремонтПреобразуя данную формулу получим следующее выражение:  (5.24)Эг =(54079,15– 13445,34) - 0.15·55614,4= 32321,65 руб. Срок окупаемости определяется по формуле:  (5.25) года.Таким образом, проведённые расчёты показывают экономическую целесообразность модернизации привода подач металлорежущего станка так как срок окупаемости 1,72 года и годовой экономический эффект составляет 32321,65 руб. Сравнительный график эксплуатационных затрат представлен на рисунке 4.3  Рисунок 4.3-График эксплуатационных затрат. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||