Электрификация_кормоцеха_с_выбором_электропривода_измельчителя_к. Активное вентилирование это принудительное продувание воздуха через массу сельскохозяйственного продукта без его смещения
Скачать 1.17 Mb.
|
Введение В ХХI веке в России наметилась устойчивая тенденция увеличения валового сбора зерновых культур. Из-за этого резко возросла нагрузка на зерноочистительно-сушильные комплексы и элеваторы. Имеющиеся в распоряжении аграриев подобные сооружения уже не справляются с должным качеством обработки всего выращенного урожая. Поэтому сельскохозяйственные производители вынуждены увеличивать производительность зерноочистительных линий, ухудшая показатели эффективности работы оборудования. Из-за недостатка элеваторных мощностей примерно десятая часть всего выращенного урожая частично или полностью портится в процессе послеуборочной обработки и хранения. Особое внимание следует уделять послеуборочной обработке и хранению посевного материала. Семена крайне чувствительны к механическим воздействиям рабочих органов сельскохозяйственных машин, особенно при повышенной влажности. Активное вентилирование – это принудительное продувание воздуха через массу сельскохозяйственного продукта без его смещения. В отличие от естественной вентиляции активное вентилирование позволяет создать и поддерживать равные оптимальные условия в больших объёмах продукции и благодаря этому снизить потери сельскохозяйственной продукции при хранении и эффективности использовать объём хранилищ. Активное вентилирование используется при хранении зерна, семян, сахарной свёклы, картофеля, овощей и др. Системы активного вентилирования имеют конструктивные различия, но необходимыми элементами всех их являются: вентилятор, воздухораспределительные каналы и ёмкости для размещения продукции. Распространены стационарные и передвижные установки для активного вентилирования. В соответствии с особенностями технологии хранения разных видов продукции в системах активного вентилирования предусматривают устройства для подогрева, охлаждения, увлажнения, осушения воздуха, подачи паро- и газообразных веществ и т.д. Основная характеристика активного вентилирования – удельная подача воздуха и давление. Системы активного вентилирования в крупных хранилищах оборудуются автоматическим управлением. Обеспечение сохранности зерна в нашей стране – одна из важнейших задач, которая по масштабам и содержанию базируется на широкой научной основе. Для ее успешного решения хлебоприемные предприятия наряду с очисткой широко используют сушку и активное вентилирование зерна. Этот способ обработки зерна позволяет предотвратить и ликвидировать самосогревание зерна, а так же охладить его до температуры, обеспечивающей длительное хранение. Вентилирование насыпи теплым воздухом с низкой относительной влажностью позволяет подсушить зерно и ускоряет процесс послеуборочного дозревания, повышая энергию прорастания, всхожесть и улучшая хлебопекарные качества зерна. Охлаждение и подсушивание зерна создают в насыпи условия, неблагоприятные для развития вредителей и микроорганизмов. Исключая необходимость перемещения зерновой массы, вентилирование сводит к минимуму распыл, травмирование и потери сухой массы. Являясь высокомеханизированным, а в некоторых случаях и автоматизированным процессом обработки неподвижных партий, активное вентилирование относят к числу производительных и эффективных способов обработки зерна как в технологическом, так и экономическом отношениях. Данный курсовой проект по теме «Электрификация зернохранилища с выбором электропривода заглушки БВ-25» включает в себя технологическую схему, вопросы по электрификации зернохранилища. Расчеты по выбору освещения и выбор проводов и кабелей для подключения бункера активного вентилирования зерна. 1 выбор технологического оборудования и описание технологии Измельчитель предназначен для мытья и измельчения корнеплодов. Разработан в двух модификациях: с открытым бункером и закрытым. Состоит из бункера, шнекового транспортера, ванны и системы мойки. 1.1 Краткое описание технологической схемы измельчителя ИКС-5М Рисунок 1.1 — Общий вид измельчителя ИКС-5М 1-рама; 2-транспортер-камнеуловитель; 3,6,10-электродвигатели; 4-гребенка подвода воды; 5-кожух шнековой мойки; 7-выбрасыватель; 8-крышка измельчителя; 9-измельчитель; 11-шнек; 12-ванна; 13-крылач; 14-люк; 15-вентиль; 16-переливная трубка. Загрузочный бункер-ванная в первом варианте имеет ширину открытой части 2,5м, что позволяет загружать его автосамосвалом. Состоит из двух Г-образных и одной поперечной стенок, которые соединены между собой и крепятся к ванне 13. Ванна представляет сваренную из листовой стали емкость, в боковых стенках которой имеются люки для спуска грязи. Верхняя часть ее открыта, спереди она закрыта съемным щитом. В верхней части ванны размещена сетка и фильтр для очистки воды, которая засасывается водяным насосом. Шнековый транспортер состоит из кожуха, винта, измельчающего ротора со съемным и направляющим лотком. Ротор 5 измельчителя включает вал, набор дисков и осей с молотками. Между дисками на шпонке вала насажены распорные втулки. Диски и втулки на валу зажаты круглой гайкой. Ось молотков и втулок ограничена двумя гайками. Вал ротора вращается на двух самоустанавливающихся шарикоподшипниках, вмонтированных в его корпус. Рисунок 1.2 — Технологическая схема ИКС-5М Заполняют ванну 4 водой (Рисунок 1.2). Затем самосвалом сгружают в бункер 1 корнеплоды. При вращении винта шнека 2 камни и другие предметы осаждаются частично и остаются в бункере 1, а корнеплоды, проходя через шнековую мойку, окончательно отмываются от грязи и подаются шнеком 2 в ротор 5, где они под действием молотков и гребенки измельчаются, и далее выгружаются по направляющему поворотному лотку. Водяная система измельчителя работает по замкнутому циклу: моечная ванна 4 – насос 8 – распределитель 3 – шнек 2 – моечная ванна 4. Благодаря этому сокращается расход воды, которую меняют один раз в 2…3 дня. 1.2 Краткое описание кинематической схемы измельчителя ИКС-5М Рисунок 1.3 — Кинематическая схема измельчителя корнеклубнеплодов ИКС-5М 1,9 — электродвигатели; 2, 8, 10 — клиновые ремни; 3 — редуктор; 4 — приводная цепь; 5, 7 — шарикоподшипники; в — наклонный шнек; 11 — насос; 12 — измельчительный барабан Рабочие органы машины приводятся в действие от электродвигателя 12. С четырехручьевого шкива 9 одним клиновидным ремнем вращения передается центробежному насосу11, тремя-шкифтовому барабану 13. От шкива и барабана клиновидным ремнем через редуктор 5 и цепь со звездочками 2 и 4 вращается моечный шнек 1. Шнек включают в работу при помощи натяжного приспособления 7 и 8 после пуска в ход электродвигателя с барабаном. 2 выбор электродвигателя для привода рабочей машины 2.1 Общие сведения Электродвигатели к рабочим машинам и механизмам выбирают по следующим параметрам: напряжению, току-постоянный или переменный, частоте вращения, условиям окружающей среды, характеру и значению нагрузки. В большинстве случаев в качестве электропривода используют короткозамкнутые асинхронные двигатели, т.к. они наиболее дешевы, просты и надежны в эксплуатации. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяют крайне редко, главным образом, когда необходимы большой пусковой момент и номинальный пусковой ток - приводы мельничных установок, сложных молотилок и т.д. Такие двигатели целесообразно использовать при питании от источников малой мощности в тех случаях, когда короткозамкнутые двигатели не подходят по условиям пуска. Электродвигатели поставляют в комплекте с рабочей машиной - станком; их марки и номинальные мощности указаны в технической характеристике комплекта. Выбор электродвигателей производится с учетом расчетной нагрузки приводной установки. 2.2 Выбор двигателя по частоте вращения и характеру нагрузки Электродвигатели к рабочим машинам и механизмам выбирают по следующим параметрам: напряжению, току-постоянный или переменный, частоте вращения, условиям окружающей среды, характеру и значению нагрузки. В большинстве случаев в качестве электропривода используют короткозамкнутые асинхронные двигатели, т.к. они наиболее дешевы, просты и надежны в эксплуатации. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяют крайне редко, главным образом, когда необходимы большой пусковой момент и номинальный пусковой ток - приводы мельничных установок, сложных молотилок и т.д. Такие двигатели целесообразно использовать при питании от источников малой мощности в тех случаях, когда короткозамкнутые двигатели не подходят по условиям пуска. Электродвигатели поставляют в комплекте с рабочей машиной - станком; их марки и номинальные мощности указаны в технической характеристике комплекта. Необходимость в определении расчетной мощности и выборе типа электродвигателя может возникнуть, если это предусмотрено в задании на проектирование в целях более глубокой проработки вопроса. Коэффициент загрузки при этом рекомендуется принимать в пределах от 0.7 до 1. Выбор электродвигателей производится с учетом расчетной нагрузки приводной установки. Электродвигатель измельчителя корнеклубнеплодов ИКС-5М установлен в помещении с повышенной влажностью. При выборе электродвигателя по частоте вращения нужно стремиться к тому, чтобы частота вращения двигателя была как можно ближе к частоте работы рабочей машины. Однако при этом следует учитывать, что с уменьшением номинальной частоты вращения двигателя увеличиваются его габаритные размеры и металлоемкость, а вследствие чего и его стоимость, а КПД и коэффициент мощности снижаются. Поэтому при несовпадении частоты вращения рабочей машины и электродвигателя более целесообразно применить высокоскоростные двигатели с соответствующей передачей. Электродвигатели по характеру нагрузки выбирают в зависимости от режима работы приводного механизма и потребляемой им мощности. Мощность выбирают такую, чтобы была равна или немного больше мощности самой рабочей машины; Мп - момент и Мкр -момент максимальный(критический) рабочей машины должны быть соответственно больше момента трения и моменты сопротивления рабочей машины. Температура нагрева двигателя в рабочем режиме не должна превышать допускаемой по нормам. (2.1) где k = 1.15…1.2 – коэффициент, учитывающий потери холостого хода; А =1.2…1.3– удельные затраты энергии на измельчение кормов, кВт·ч·т; Q – подача, т·ч-1; ɳп = 0.9…0.95 – КПД механической передачи. Р = (1.15∙1.2∙5)/ 0.9 = 7.4 кВт. Выбираем двигатель типа АИР132S4УЗ Рн = 7.5 кВт; n = 1440 об/мин-1; IН = 15.1 А; η = 87.5%; соsφ = 0.86; Кi= 7.5; Кп=1.9; Кmax=2.2; Кmin=1.6; Jд=0.028 кг·м2. 3 проверка электродвигателя по условию пуска и перегрузки При работе под нагрузкой электродвигатель должен быть также проверен по условию: (3.1) Номинальный момент двигателя , (3.2) где Рн- номинальная мощность электродвигателя, кВт; nн – номинальное число оборотов в минуту, мин-1 Нм; Минимальный пусковой момент двигателя с учетом возможного снижения напряжения в 1.25 раза больше статического момента рабочей машины при пуске (3.3) где - момент машины при пуске, момент статический, Н·с; Kmin – кратность минимального пускового момента; U – напряжение во время пуска, выраженное в относительных единицах, U=0, 9; 0, 92=0,81 Максимальный момент сопротивления машины , (3.4) где Рм – рабочая мощность машины, кВт; nн – номинальное число оборотов в минуту, мин-1. Нм, Нм, 49.7 47.4 Условие выполняется. Таблица 3.1 — Выбор электродвигателей
4 разработка схемы подключения устройств 4.1 Расположение оборудования на плане помещения Выбранное электрооборудование размещаем на плане помещения и объединяем в группы. В группу входит электрооборудование, выполняющее один и тот же технологический процесс. Рисунок 4.1 — Размещение оборудования на плане помещения 4.2 Схема подключения электропривода Рисунок 4.2 — Схема силовой сети электропривода измельчителя ИКС-5М Таблица 4.1 — Данные выбранных электродвигателей
5 Расчет освещения Для создания одинаковой освещенности во всех точках освещаемой поверхности применяем систему общего равномерного освещения. В качестве источников света применяем люминесцентные лампы. Расчет освещения выполняем исходя из характера помещения, его габаритов и требований к освещенности применяем тип светильника, намечаем число рядов, определяем расчетную высоту. При выборе типа светильника необходимо учитывать условия окружающей среды, требования к характеру свето-распределения, условия и экономичность монтажа и эксплуатации. 5.1 Расчет освещения основного помещения Расчёт освещения методом коэффициента использования светового потока покажем на примере кормоцеха с размерами АхВхН (30х15х6) м, стены кирпичные побеленные, с оконными проёмами, потолочные перекрытия бетонное. В зависимости от типа помещения принимаем светильник ДСП-70 Фл = 6500 лм. Высота подвесов светильников
где Н – высота помещения, м; hсв – высота подвеса светильника, hсв=0,2 м; hр – высота рабочей поверхности, hp=1,2. Нр=6–(1,2+0,2)= 4,6 м. Оптимальное расстояние между светильником в ряду
где λ – оптимальное относительное расстояние, λ=1,4…1,6; Lопт=1,4∙4,6 = 6,4м. принимаем Lопт=6,4 м. Количество рядов светильников
где В – ширина помещения, м. np=15/6,4=2,3 принимаем nр=3 Индекс помещения
где А – длина помещения, м. i = = 2,2 По типу принятого светильника, индексу помещения i=2,25, с учётом коэффициентов отражения потолка ρпот=50 %, стен ρст= 30 %, пола ρпол=10 % , определяем коэффициент использования светового потолка =0,55 %. Необходимое количество светильников
где Ен – норма освещённости, лк; S – площадь помещения, м2; Кз – коэффициент запаса, Кз=1,5; Z – коэффициент неравномерности распределения светового потока, Z=1,1; Фсв – световой поток лампы, лм; nc – количество ламп в светильнике , nc=1. принимаем N'=16 шт. Установленная мощность освещения
где Рл - мощность принятой лампы, Рл=36 Вт. Вт. Удельная мощность освещения
Вт/м2. Фактическая освещенность
Лк. Отклонения от нормы
Что в пределах допустимого значения +20% - 10%. 5.2 Расчёт освещения подсобных помещений Расчёт освещения методом удельной мощности покажем на примере электрощитовой. По типу помещения, характеру окружающей среды принимаем ДСП-36, коэффициенты отражения от потолка ρпот=50 %, стен ρст=30 %, пола ρпол=10 %, минимальная освещенность Ен=75лк. Расчётная мощность освещения
где Руд – удельная мощность освещения, Руд=3,5 Вт/м2; S – площадь помещения, м2. Вт. Необходимое количество светильников
где Рл – мощность принятой лампы, Рл=36 Вт. N = 70/36 = 1,94 шт. принимаем N'=2 шт. Установленная мощность освещения Вт. Расчет остальных помещений сведен в таблицу 5.1. Таблица 5.1 — Светотехническая ведомость
6 выбор аппаратов коммутации, управления и защиты 6.1 Выбор ПЗА для силовой сети Выбор пускозащитной аппаратуры для силовых сетей покажем на примере электропривода измельчителя , рисунок 6.1 Рисунок 6.1 — Расчетная схема АИР132S4УЗ Рн = 7.5 кВт, Iн = 15.1 А, Кi = 7.5 Выбираем ток номинального расцепителя автомата QF1 Iнр ≥ 1,2∙Iн, (6.1) где Iн– номинальный ток двигателя, А. Iнр ≥ 1,2∙15.1 = 18.1 А. Выбираем автоматический выключатель ВА47-29, Iна= 20 А, Iнр= 20 А [9, с.6] Выбор магнитного пускателя КМ1 Номинальный ток пускателя Iнп ≥ Iн, (6.2) Iнп ≥ 15.1 А. Предварительно выбираем магнитный пускатель КМИ 22510, Iнп = 25 А[9, с. 54] Проверяем выбранный магнитный пускатель по условию коммутации Iнп ≥ , (6.3) где Iпуск – пусковой ток двигателя, А; Iпуск = Кi ∙ Iн, (6.4) где Кi – кратность пусковому току, Кi = 7,5 Iпуск = 15.1 ∙ 7.5 = 113.2 А, Iнп ≥ 113.2: 6= 18,8 А, 25 > 18.8. Условие коммутации выполняется Выбор теплового реле КК 1 Средний ток теплового элемента Iт ≥ Iн, (6.5) Iт ≥ 15.1 А. Выбираем тепловое реле РТН 1321, с пределами регулирования (12…18) А и настройкой реле на стенде. Таблица 6.1 — Технические данные аппаратов управления, защиты и проводов
7 выбор марок проводов, кабелей силовой сети Расчет и выбор силовых сетей покажем на примере измельчителя корнеклубнеплодов ИКС-5М, рисунок 7.1. Рисунок 7.1 — Расчетная схема Исходные данные: АИР132S4УЗ Рн = 7.5 кВт, Iн = 15,1 А, Кi = 7.5 Определяем площадь сечения кабеля по условию допустимого нагрева Iдоп ≥ Iн.д, (7.1) где Iдоп - сила допустимого тока для проводов и кабелей, А. 17А ≥ 15.1А Определяем площадь сечения кабеля по условию соответствия аппаратуры защиты. В качестве аппарата защиты принят автоматический выключатель ВА47-29, Iна= 20 А, Iнр= 20 А. Iдоп ≥ kз∙ Iном. р, (7.2) где k3 - кратность допустимого длительного тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата. Iдоп ≥ 1,25∙ 20 = 25 А, 25А ≥ 15.1А. Условия выполняется. Силовую электропроводку выполняем кабелем типа ВВГ(4х2.5), F = 2,5 мм2. 8 разработка схемы управления и выбор элементов схемы 8.1 Описание работы схемы После изучения технологической и кинематической характеристики машины и требований к схеме автоматического управления составляется принципиальная схема автоматического управления. На ней показаны цепи силового управления и схема управления для переключений силовых цепей двигателей рекомендуется использовать магнитные пускатели, при ручном, дистанционном управлении первоначальный импульс на включение двигателя подается нажатием на кнопку, если привод включить по программе, то в качестве программных аппаратов рекомендуется программное реле времени или подобный ему командный аппарат. Для увеличения числа контактов используют промежуточное реле. Пульты управления и сигнализации следует располагать в производственных помещениях вблизи привода рабочей машины. Силовые шкафы и шкафы управления автоматики рекомендуется располагать в отдельных помещениях, изолированных от влияния среды помещений. Описание схемы. Поточная линия может быть включена от специального программного устройства КТ1 в соответствии с заданной программой или вручную при помощи кнопки SВ2, Схема автоматизации приготовления корнеклубнеплодов работает следующим образом. При нажатии кнопки SВ2 получает питание пускатель КМЗ, который включает электродвигатель моющей и измельчительной машины 3. Контактами КМ3 включается пускатель КМ2, подающий напряжение на электродвигатель транспортера 2.Контакты КМ2.2 замыкают цепь электромаг нита УА1, подающего воду в мойку, а КМ2.3 — цепь пускателя КМ1, включающего загрузочный транспортер 1. Реле времени К.Т2 замыкает контакты КТ2.1, размыкает КТ2.2. Таким образом, все машины поточной линии включались последовательно против потока, что исключает возможность завала машины и подающего транспортера продуктом. В запарном чане 4 в верхней части установлено реле уровня SL. При наполнении чана продуктом до установленного уровня реле срабатывает, отключая загрузочный транспортер 1, но в верхней части чана еще остается часть свободной емкости, достаточная для размещения оставшегося в поточной линии продукта. В этом случае в электрической схеме происходят следующие переключения. При наполнении запарного чана до установленного уровня срабатывает реле уровня, размыкая свои контакты SL1 и замыкая контакты SL2, подготавливая цепь включения пара. Разрывается цепь питания пускателя КМ1 и реле времени КТ2. Пускатель КМ1 отключает загрузочный транспортер 1, поступление продукта в поточную линию прекращается. Реле времени КТ2 через выдержку времени, достаточную для освобождения поточной линии от продукта, размыкает контакты КТ2.1 в цепи катушки пускателя КМЗ, останавливая всю поточную линию и прекращая подачу воды в мойку. Одновременно с этим реле времени КТ2 замыкает свои контакты КТ2.2 в цепи электромагнита УА2, включающего пар. Включается реле времени КТЗ, которое через время, достаточное для запаривания, размыкает свои контакты КТ3.1, отключающие электромагнит УА2, и поступление пара прекращается. Если из поточной линии продукт должен поступать в транспортное устройство, то выключатель SA должен находиться в левом замкнутом положении. При наполнении этого транспортерного устройства аналогично предыдущему случаю размыкаются контакты конечного выключателя SQ1, отключается загрузочный транспортер 1 и с выдержкой времени отключается вся поточная линия. 8.2 Выбор элементов схемы Выбор элементов схемы произведен по разработанной схеме автоматизации. Таблица 8.1 —Выбор элементов схемы
Заключение При выполнении курсового проекта на тему: Электрификация кормоцеха с выбором электропривода измельчителя кормов ИКС-5М. Дана характеристика технологического оборудования и произведено описание технологической схемы измельчителя корнеклубнеплодов ИКС-5М. Произведен выбор электродвигателя для привода рабочей машины и проверка электродвигателя по условию пуска и перегрузки. Выбор мощности электродвигателя показан на примере измельчителя корнеклубнеплодов ИКС-5М. Произведен расчет освещения основного помещения методом коэффициента использования светового потока, а подсобного помещения кормоцеха методом удельной мощности. Разработана схема подключения устройств и расположение оборудования на плане помещения. Произведен выбор аппаратов коммутации, управления, защиты к силовой сети. Для обеспечения необходимой защиты потребителей электроэнергии зернохранилища от возможных коротких замыканий, перегрузок, недопустимого понижения или исчезновения напряжения в питающей сети. Произведен выбор марок проводов, кабелей силовой сети. Расчет и выбор сечения силовых сетей осуществлен по допустимой токовой нагрузке, с учетом механической прочности при прокладке и выбранной защите. Разработана схема управления и произведен выбор элементов схемы. Приведен список используемой литературы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Акимова Н. А., Котелец Н. Ф. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования. - М.: Академия, 2017. -304 с. Алиев И. И. Электротехнический справочник. - М.: Радио Софт, 2018-384 с. Л.А, Баранов, В.А, Захаров Светотехника и электротехнология М.: КолосС, 2017. – 342 с. Будзко И. А., Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: ВО Агропромиздат, 2017. - 465 с. Воробьев В. А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации. – М.: Колос С, 2017. – 336 с. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 2017. – 354 с. Кнорринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения М.: Энергия, 2017. – 384 с. Коломиец А.П., Н.П. Кондратьева Электропривод и электрооборудование М.: КолосС, 2017. – 354 с. Кудрявцев И. Ф. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. – М.: Колос С, 2017. – 480 с. Москаленко В. В. Справочник электромонтера. – М.: Академия, 2018. – 405 с. Правила устройства электроустановок. – М.: Кнорус, 2017. – 488 с. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Кнорус, 2017. – 280 с. Сырых Н. Н. Эксплуатация сельских электроустановок. – М.: КолосС, 2016. – 255 с. Харкута К. С. Методика выполнения курсового проекта по электроснабжению сельского хозяйства. – г. Сергиев–Посад, 2015. – 145 с. Электротехническая продукция. Каталог. – М.: ООО ЭКФ, 2018. – 335 с. Яницкий С. В., Беляков В. А. Методика выполнения курсового проекта по электрооборудованию сельскохозяйственных агрегатов и установок. – г. Сергиев–Посад, 2017. – 80 с. |