Kурсовое проектирование по электрооборудованию. 32 Литература 35 Приложение Форма титульного листа 36 Приложение Форма задания на курсовой проект
 Скачать 350.48 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ Повный А В ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Курсовое проектирование Рассмотрено на заседании цикловой комиссии протокол №_________ от ________________2004 г. Председатель цикловой комиссии Г. Г. Новогран Гомель 2004 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2 СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение 3 1. План написания курсового проекта 4 2. Тематика курсовых проектов 5 3. Методические указания 6 4. Требования к оформлению 32 Литература 35 Приложение 1. Форма титульного листа 36 Приложение 2. Форма задания на курсовой проект 37 Приложение 3. Форма графика написания курсового проекта 38 Приложение 4. Диаметры и расчетные сечения обмоточных проводов 39 Приложение 5. Форма выполнения перечня элементов схемы 41 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3 ВВЕДЕНИЕ В пособии приведены перечень заданий для курсового проектирования по предмету Электрооборудование промышленных предприятий и гражданских зданий и основные методики расчета и выбора электрооборудования для различных станков, механизмов, машин и установок. Курсовой проект по предмету Электрооборудование промышленных предприятий и гражданских зданий является самостоятельной работой расчетного характера. Цель курсового проекта – получить навыки расчета и выбора электрооборудования станков и механизмов, составления технической документации, закрепить навыки чтения и составления электрических схем. В соответствии с заданием необходимо рассчитать и выбрать электрические аппараты для схемы управления станком, составить спецификацию на выбранное оборудование, начертить принципиальную схему станка, описать порядок ее работы, разработать и начертить схему соединений и подключения. При выполнении курсового проекта учащимся необходимо полностью записывать текст задания и исходные данные чертежи, условные обозначения элементов схем и сами схемы выполнять аккуратно согласно стандартам ЕСКД и ЕСТД; во всех расчетах сначала записывать пояснения, формулу, затем подставлять в нее числовые значения. Обязательно привести список литературы, дату выполнения работы и подпись учащегося. При нарушении правил выбора варианта, а также при выполнении заданий не в полном объеме работа не рецензируется и возвращается учащемуся. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 4 1. ПЛАН НАПИСАНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Пояснительная записка курсового проекта должна содержать 20 – 30 листов. Она должна состоять из следующих разделов Введение 1. Назначение и характеристика электрооборудования станка 2. Принципиальная схема станка и порядок ее работы 3. Выбор электродвигателей 4. Выбор электрических аппаратов и элементов схемы управления 5. Расчет параметров и выбор аппаратов защиты 6. Расчет трансформатора цепей управления. 7. Расчет и выбор проводов и кабелей. 8. Размещение элементов схемы управления 9. Таблицы соединений и подключения оборудования . 9.1. Таблица соединений 9.2. Таблица подключения 10. Охрана труда и техника безопасности Вывод Приложение Перечень элементов электрооборудования Список использованных источников Все текстовые документы курсового проекта собирают в одну папку. Первым листом папки служит титульный лист. Пример выполнения титульного листа, форма задания курсового проекта, форма графика написания курсового проекта приведены в Приложениях 1 – 3. Графическая часть курсового проекта состоит из двух чертежей схемы электрической принципиальной и схемы соединений и подключения. Принципиальная схема дает наиболее детальное представление о работе установки. На ней изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля электрических процессов, все электрические связи между ними. На принципиальных схемах элементы необходимо изображать в виде условных графических обозначений, согласно ГОСТ 2.755-87 и ГОСТ 2.756-76. Принципиальная схема установки дана в качестве исходных данных курсового проекта. Требования по выполнению схемы электрических соединений и подключения приведены в методических указаниях. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 5 2. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ № ВАРИАНТА ТИП МЕХАНИЗМА 1 Шипорезный станок мод. Ш2ПА 2 Поточно-транспортная система Двухсторнний рейсмусовый станок СР12-2 4 Консольно-фрезерный станок мод. БМ13П 5 Ленточнопильный станок ЛД-125 6 Подъемник грузовой Фрезерный станок ФК-1 8 Стенд гидроиспытания головок Токарно - винторезный станок мод. 16Б16КП 10 Стенд для испытания корпуса редуктора на герметичность Кривошипный ковочно-штамповочный пресс Долбежный станок Вертикально-сверлильный агрегатный станок с самонесущей головкой Шахтная водоотливная установка Агрегатный станок для глубокого сверления Обкаточно-тормозной стенд сплавным изменении параметров обкатки Плоскошлифовальный станок мод. Б 18 Инкубатор ИКП-90 19 Круглошлифовальный станок мод. А Кормораздатчик КЭС-1,7 21 Вертикально-фрезерный станок мод. Н Автоматическая оросительная насосная станция Расточной станок мод. 2620 24 Автомат сварочный для наплавки валов Радиально-сверлильный станок мод. А Пресс мод. К Токарно-револьверный станок мод. П Водонагреватель мод. ЭПЗ -ИЗ Токарно-винторезный станок мод. МН 30 Строгальный станок СП30-1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 6 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НАЗНАЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКА В этом разделе указывается назначение и краткая характеристика станка, указывается назначение и технические данные электрических машин, электромагнитов, электронагревательных устройств и других силовых элементов, возможные режимы работы электрооборудования и применяемые напряжения для питания элементов электрооборудования. При написании раздела можно руководствоваться рекомендациями приведенными в литературе [1, 3, 6, 9, ОПИСАНИЕ И ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Описание действия электрической схемы производится в последовательности, соответствующей порядку работы элементов электрооборудования для всех рабочих режимов, а также для наладочных режимов. При перечислении блокировок и защиты указывается их назначение и приводится изложение действия всех блокировок и защиты электрооборудования. К принципиальной схеме прилагается (или выполняется на том же чертеже в соответствии с ГОСТ 2.702.-75) перечень элементов электрооборудования (спецификация, в который заносят краткие технические данные и позиционное обозначение всех элементов и устройств, используемых в схеме. Форма спецификации приведена в приложении. Кроме того, на схеме обычно приводятся диаграммы работы переключателей управления всех видов и назначений, циклограммы срабатывания и схематическое расположение путевых (конечных) выключателей и командоаппаратов. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ВЫБОРА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Электрооборудование – это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для выполнения определенных функций. Оно может обеспечивать безопасную и надежную работу, если конструкционное исполнение соответствует условию окружающей среды и режимам работы. Для правильного выбора электрооборудования следует учесть следующие условия 1. Климатическое исполнение. 2. Место (категория) размещения. 3. Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости. 4. Специфические условия эксплуатации (взрывоопасность, химически агрессивная среда. Климатическое исполнение определяется ГОСТ 15150-69. В соответствии с климатическими условиями обозначается следующими буквами У) – умеренный климат, ХЛ(NF) – холодный климат, ТВ(TH) – тропический влажный климат, PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 7 ТС(ТА) – тропический сухой климат, Овсе климатические районы, на суше, реках и озерах, М – умеренный морской климат, ОМ – все районы моря, В – все макроклиматические районы на суше и на море. Категории размещения 1. На открытом воздухе, 2. Помещения, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, 3. Закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий. Отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды дождь, 4. Помещения с искусственным регулированием климатических условий. Отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь, наружного воздуха, 5. Помещения с повышенной влажностью (длительное наличие воды или конденсированной влаги) Климатическое исполнение и категория размещения вводится в условное обозначение типа электротехнического изделия. Например 4А200М2 У, где У – климатическое исполнение, 3 – категория размещения. Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкостиопределяется ГОСТ 14254-80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней от 0 до 6 от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости. Таблица 3.1. Обозначение степеней защиты Защита от проникновения твердых тел и соприкосновения персонала с токоведущими и вращающимися частями. Защита от проникновения воды. 0 Специальная защита отсутствует. 1 Большого участка человеческого тела, например, руки и твердых тел размером более 50 мм. Капель, падающих вертикально. 2 Пальцев или предметов длиной не более 80 мм и твердых тел размером более 12 мм . Капель при наклоне оболочки до 15 0 в любом направлении относительно нормального положения. 3 Инструмента, проволоки и твердых тел диаметром более 2,5 мм. Дождь, падающий на оболочку под углом 60 0 от вертикали. 4 Проволоки, твердых тел размером более 1 мм. Брызг, падающих на оболочку в любом направлении. 5 Пыли в количестве недостаточном для нарушения работы изделия. Струй, выбрасываемых в любом направлении. 6 Защита от пыли полная ( пыленепроницаемые. Волн ( вода при волнении не должна попасть внутрь. 7 - При погружении вводу на короткое время . 8 - При длительном погружении вводу. Для обозначения степени защиты используется аббревиатура «IP». Например IP54. Применительно к электродвигателям существуют следующие виды исполнения 1. Защищенные IP21, IP22 (не ниже. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 8 2. Брызгозащищенные, каплезащищенные IP23, IP24 3. Водозащищеные IP55, IP56 4. Пылезащищеные IP65, IP66 5. Закрытое IP44 – IP54, у этих двигателей внутренние пространство изолированно от внешней среды 6. Герметичное IP67, IP68. Эти электродвигатели выполнены с особо плотной изоляцией от окружающей среды. Конструктивное исполнение электродвигателей по способу монтажа (IM). Условные обозначения установлены ГОСТ. 1-ая цифра обозначает группу по способу монтажа от IM1 до IM9, наиболее распространена IM1- на лапах и с подшипниковыми щитами. IM2 – на лапах с двумя подшипниковыми щитами и фланцами IM3 – без лап с фланцами на щитах 2-ая цифра обозначает более детально 0 – обычные или приподнятые лапы 3-ая цифра обозначает характер направления конца вала 4-ая цифра обозначает исполнение конца вала (цилиндрический или конический) Способ охлаждения электродвигателей (IC). Система охлаждения может включать в себя одну или две цепи циркулярного хладореагента. Она регламентируется ГОСТ 20459-75. Для каждой цепи циркуляций вводится группа знаков . Буква обозначает вид охлаждения А – воздух, W – вода. 1-ая цифра от 0 до 9 обозначает устройство цепи циркуляции. 0 – свободная циркуляция. 2-ая цифра от 0 до 9 обозначает способ перемещения хладореагента 0 – свободная циркуляция. Большинство взрывозащищенных двигателей имеют две цепи охлаждения. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Двигатель производственного механизма должен наиболее полно отвечать технико- экономическим требованиям, те. отличаться простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, наименьшей стоимостью, небольшими габаритами и массой, обеспечивать простое управление, удовлетворять особенности технологического процесса и иметь высокие энергетические показатели при различных режимах работы. Конструкцию двигателя выбирают, исходя из условий окружающей среды. Правильный выбор мощности двигателя в соответствии с нагрузкой на его валу обеспечивает надежную и экономичную работу электропривода, минимальную стоимость оборудования и наименьшие потери энергии при эксплуатации производственного механизма. Недостаточная мощность двигателя приводит к его перегрузке, вызывает недопустимые превышения температуры отдельных частей, сокращающие срок службы изоляции обмоток, влечет собой быстрый выход двигателя из строя. Если мощность двигателя излишняя, повышаются первоначальные затраты, увеличиваются габариты, масса и стоимость двигателя, возрастают эксплуатационные расходы в связи со снижением таких энергетических, таких как кпд. и коэффициент мощности двигателя. Расчет мощности двигателей для разных видов механизмов и станков имеет существенные отличия. Ниже в краткой форме приведены соответствующие упрощенные расчеты по определению мощности двигателей наиболее типовых установок. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 9 Номинальная мощность электродвигателя называется мощность, развиваемая навалу двигателя при номинальном режиме. При этом двигатель развивает номинальный вращающий момент Мн при номинальной скорости вращения n н. Поэтому, если исходя из технологических условий и режимов работы механизма известен номинальный вращающий момент, то найти мощность двигателя можно по формуле 975 н н н n М Р ⋅ = , кВт (1) В электроприводах главного движения металлорежущих станков согласно [11] мощность электродвигателя определяется требуемой мощностью резания. Мощность двигателей для металлорежущих станков рассчитывается последующей формуле P = F c ×q c ×v р (2) где, Р – мощность двигателя, кВт ; F c – удельное сопротивление резанию, мс сечение стружки, м ; р – скорость резания , мс . Обычно F c = (2 – 5,5) разр, где разр – удельное сопротивление разрыву, Нм, Удельное сопротивление резанию принимают для стали F c = (2,5 – 3,5) разр, разр = (294 – х 10 6 Нм, для чугуна Fc = (4 – 5,5) разр, разр = (147 – х 10 6 Н/м 2 В случае наличии в паспорте станка номинальной мощности резанья Рzном мощность навалу двигателя Р ном = Р zном / ст. ном, где Р zном ист. ном, соответственно номинальная мощность резания и номинальный КПД станка (обычно составляет 0,6 – 0,75). Мощность двигателя пилорам и круглопильных станков можно рассчитать по формуле Р, кВт, (3) где F – усилие резания, кг v – средняя скорость пилы, мс h – кпд. станка (0,7 – 0,8). Усилие резания ∑ ⋅ ∆ ⋅ ⋅ = H h S K F 2 , кг (4) где К – коэффициент резания, равный 11 – 20 в зависимости от породы дерева для сосны – 11, ели – 12, березы – 13, дуба – 20; S – толщина пилы, мм ∑ h - общая высота пропила, мм D – скорость подачи, мм (обычно принимается 3 – 8 мм Н = 2 r ( r – радиус кривошипа, мм. Общая высота пропила равна ∑ = Zd h 75 , 0 , мм (Z – число пил d – диаметр бревна, мм. Более подробно вопросы расчета и выбора электродвигателей приведены в [1, 5, 6, 13, 14, 17]. Пример оформления результатов выбора электродвигателей приведен ниже Электродвигатель главного привода М Для осуществления главного движения станка выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АН160М4У3 нормального, защищенного исполнения на лапах. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 10 Характеристика электродвигателя. Мощность навалу, в кВт 18,5 Число оборотов в минуту при номинальной нагрузке 1458 КПД при номинальной нагрузке % 90 cos ϕ при номинальной нагрузке 0,88 п / н 6,5 Ммах/Мном 1,3 Электродвигатель установлен на плитке, внутри левой части станины и соединен с приводным шкивом передней бабки клиноременной передачей. Электронасос охлаждения М Для подачи охлажденной жидкости к инструменту выбираем электронасос типа ПА погружаемый производительностью 22 л/мин. Характеристика электродвигателя насоса. Мощность навалу, в кВт 1,12 Число оборотов в минуту при номинальной нагрузке 2800 КПД при номинальной нагрузке % 68,0 cos ϕ при номинальной нагрузке 0,72 Электронасос установлен внутри правой части станины станка. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ При выборе аппаратов управления предпочтение необходимо отдавать наиболее современными совершенным типам аппаратов. Основные технические данные электрических аппаратов, электрических машин постоянного и переменного тока, силовых полупроводниковых приборов и т. д. приведены в литературе [15, 16, 19]. Выбор аппаратов управления в системах электропитания приборов и средств автоматизации производится с учетом следующих требований Напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи. Номинальные токи аппаратов защиты следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам отдельных электроприемников, при этом аппараты не должны защиты отключать цепь при кратковременных перегрузках (например, припусках электродвигателей Аппараты управления должны без повреждений включать пусковой ток электроприемника и отключать полный рабочий ток. Для определения рабочего тока схемы необходимо первоначально выбрать все элементы схемы, которые создают этот ток – магнитные пускатели, промежуточные реле, реле времени, резисторы и т. д, те. все элементы, которые потребляют мощность из сети. Для того, чтобы найти максимальный рабочий ток схемы, выбирают момент, когды включено максимальное количество таких элементов схемы. Магнитные пускатели выбирают последующим условиям току и напряжению главных контактов числу ироду главных контактов напряжению катушки числу ироду вспомогательных контактов конструктивному исполнению Ток главных контактов рассчитывается по формуле PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 11 η ⋅ ϕ ⋅ ⋅ = cos 3 U P I (5) где І- расчетная сила тока U- напряжение cos ϕ - коэффициент мощности, h – КПД двигателя. В случае, если магнитный пускатель не коммутирует силовые цепи, преимущество при выборе необходимо отдавать промежуточным реле, которые отличаются от магнитных пускателей малыми габаритами и низкой потребляемой мощностью. Пример оформления выбора магнитных пускателей приведен в таблице 3.2. Таблица 3.2. Результаты выбора магнитных пускателей Позиционные обозначения и типы Напряжение главных контактов, В Ток главных контактов, А Число гл. контов зам./разм Число вспом. контов зам./разм Конструкт исполнение Напряжение катушки, В требуется 380 7.2 3/0 2/1 22 110 КМ ПМЛ-1100 с приставкой ПКЛ22 выбрано 380 10 3/0 2/1 34 110 требуется 380 4.4 3/0 0/0 22 110 КМ ПМЛ-2101 выбрано 380 10 3/0 0/1 34 110 Пример оформления выбора промежуточных реле приведен в табл. 3.3. Таблица 3.3. Результаты выбора магнитных реле |