|
|
силяков денис. Силяков Денис. Вентиляционное оборудование цеха металлоизделий
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА ОРЕНБУРГА
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
"Гуманитарно-технический техникум"
г. Оренбурга
Курсовой проект
МДК 01.02 Организация работ по эксплуатации и ремонту электроустановок. На тему: Вентиляционное оборудование цеха металлоизделий.
специальность 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
Студент 337 группы Дедусёв Максим.
Руководитель Гумаров Р.Н.
Оренбург 2022г.
Введение
Основными направлениями экономического и социального развития являются дальнейшее повышение эффективности металлургии и повышения качества выпускаемой продукции.
Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности является механизация трудовых работ и автоматизация производственных процессов. В решении этих задач значительная роль выпала на подъемно-транспортные механизмы, в первую очередь краны, применяющиеся на металлургических предприятиях.
Следует заметить, что производительность цехов предприятия в значительной мере зависит от надежности работы и производительности кранов.
Работа крана в условиях того или иного цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса.
Конструкция крана в основном определяется из его назначения и специфики технологического процесса. Ряд узлов, например, механизм подъема и передвижения выполняются однотипными для кранов различных видов. Поэтому имеется много общего в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования крана. Оборудование крана стандартизовано, поэтому краны, различные по назначению и конструкции, комплектуются серийно-выпускаемым типовым электрооборудованием. Схемы управления отдельными кранами отличаются, это связано со спецификой цехов и назначением крана.
Назначение крана
Проектируемый кран, грузоподъемностью 10 т.с., предназначен для подъема и перемещения грузов в металлургическом производстве крытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +400С до -400С.
Кран предназначен для разгрузки железнодорожных составов с анодными блоками и погрузки на внутрицеховой транспорт.
Технические характеристики механизмов крана, режимы их работы
Проектируемый кран, грузоподъемностью Q=10 т.с. снабжен тремя основными механизмами:
1. Механизм передвижения моста.
2. Механизм передвижения тележки.
3. Механизм подъема.
Механизм передвижения моста
Привод ходовых колес осуществляется от двух асинхронных двигателей с фазным ротором.
Схема привода мостового крана
*представлена схема электропривода передвижения при управлении короткозамкнутым односкоростным двигателем.
Схема электропривода (с односкоростным короткозамкнутым двигателем) механизма передвижения крана при управлении с пола: M1, М2— электродвигатели, YB1, YB2 — электромагниты тормозов или электрогидравлическне толкатели, КМ1, КМ2 — контакторы направления движения, КМ4, КМ5 — контакторы резисторов в цепи статоров, КМЗ — контактор тормозов, КТ — реле контроля времени пуска, FR1, FR2— тепловые реле, SQ1, SQ2 — конечные выключатели, SB1, SB2 — кнопки направления
движения (двухходовые), SB11, SB21 — кнопки пуска, SB3 — кнопка прекращения свободного выбега, SB4 — кнопка шунтирования тепловой защиты, ХА1—ХА9 — контакты токопереходных троллеев. Эта схема предназначается для приводов тележек кранов грузоподъемностью 3—20 т и приводов мостов кранов грузоподъемностью 2—5 т. Обмотки статора короткозамкнутого двигателя получают питание от сети через две ступени резисторов.
*Схема электропривода с двухскоростным короткозамкнутым двигателем
Схема электропривода (с двухскоростным короткозамкнутым двигателем) механизма передвижения крана при управлении с пола: M1. М2 — электродвигатели, YB1, YВ2 — приводы тормозов, KM1, KM 12 — контакторы направления движения, КМЗ — контактор тормозов, КМ4 — контактор малой
скорости, КМ5 — контактор большой скорости, КМ6 — контактор резисторов в цепи статора, FRI, FR2, FR3 — тепловые реле, КТ — реле времени контроля пуска, SQ1, SQ2 - конечные выключатели, SB1, SB2 — кнопки направления движения (двухходовые): SB11, SB21 — кнопки большой скорости (второе положение кнопок SB1, SB2), SВЗ — кнопка прекращения свободного выбега, SB4 — кнопка шунтировании тепловой защиты, ХА1-ХЛ11 — контакты токопереходных троллеев.
Электрические схемы механизмов подъема кранов
представлена схема управления электроприводом подъема с использованием двухскоростного короткозамкнутого электродвигателя с двумя независимыми обмотками с соотношением чисел полюсов 4/24 и 6/16. Схема построена по принципу двойного разрыва двумя независимыми аппаратами главной цепи обмоток электродвигателя и цепей привода тормоза, что обеспечивает
необходимую надежность привода подъема.
Тихоходная обмотка электродвигателя получает питание через контакты линейного контактора КМ1, контакты контакторов направления КМ2, КМЗ и размыкающие контакты контактора КМ4 после нажатия соответствующей кнопки SB1, SB2
Режим работы крана
Режим работы крановых механизмов – важный фактор при выборе мощности приводных электродвигателей, аппаратуры и системы управления. От него зависит и конструктивное исполнение механизмов.
Режимы работы кранов металлургических цехов разнообразны и в основном определяются особенностями технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового оборудования. Выбор же более легкого режима означает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простой. Поэтому важно выбрать оптимальный режим работы кранового механизма.
Режим работы кранового механизма характеризуется следующими показателями:
1. Относительная продолжительность включения (ПВ)
2. Среднесуточное время работы
3. Число включений за 1 час электродвигателя
4. Коэффициент нагрузки
5. Коэффициент временности нагрузки
6. Коэффициент использования механизма
По правилам Госгортехнадзора для крановых механизмов установлено четыре номинальных режима работы:
Легкий (Л), Средний (С), Тяжелый (Т) и Весьма тяжелый (ВТ).
Требования, предъявляемые к электроприводам крана
Крановый электропривод работает в специфичных условиях, определяемых условиями работы крановых механизмов, к которым относятся: работа в повторно-кратковременном режиме при большом числе включений в час, различные внешние воздействия на оборудование крана.
Выбранная схема электропривода должна удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечить надежность работы всех элементов и узлов механизма электропривода;
- осуществить пуск, реверс, торможение привода, создание необходимых диапазонов регулирования скорости;
- обеспечить надежность защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок, т.е. схема должна иметь все виды защиты, предусмотренные в ПУЭ.
Управление работой крана осуществляется из кабины, в которой устанавливается защитная панель. Кроме защитной панели и установленного в ней электрооборудования в кабине крана размещены командоконтроллеры для управления механизмами крана, автомат для запитки освещения крана, кнопка включения сирены и другое.
На мосту крана устанавливаются двигатели с тормозами. Кроме того, на мост вынесены ящики сопротивлений.
На тележку устанавливаются двигатели подъема и передвижения тележки с тормозными механизмами. Электрооборудование тележки запитывается гибким кабелем.
Обоснование выбора системы электропривода
Все многообразие различных схем управления может быть разделено по следующим группам:
1. По способу управления, непосредственно кулачковыми контроллерами. Весь процесс управления осуществляется непосредственно оператором (крановщиком).
2. Управление кнопочными постами. Возможности управления ограничены особенностями пульта.
3. Управление сложным комплексным устройством (магнитным контроллером с использованием преобразователя энергии или без него). Оператор выбирает только необходимые скорости, а процессы разгона, торможения и необходимые промежуточные операции осуществляются автоматически.
Выбор системы управления для крановых механизмов осуществляется на основе анализа сравнительных технических данных, а именно: диапазона регулирования, способа управления, ресурса (уровень износостойкости), диапазона возможных скоростей, мощностей электроприводов, показателей динамики и энергии, а также дополнительных данных, определяющих условия эксплуатации электроприводов. Экономическая оценка систем управления должна базироваться на основании минимальных расходов, связанных с первоначальными затратами, эксплуатационными затратами на ремонт, а также затратами энергии, потребляемой из сети за период эксплуатации до капитального ремонта.
Выбирается система с наилучшими экономическими показателями.
Если к электроприводу крановых механизмов предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, обеспечения низких устойчивых условий скорости в различных режимах, то применяются двигатели постоянного тока, которые допускают большие перегрузки по моменту, позволяющие опускать и поднимать тяжелые грузы с пониженной скоростью. Однако использование двигателей постоянного тока внесет необходимость преобразования переменного тока в постоянный, что связано с увеличением капитальных затрат, дополнительных затрат энергии и эксплуатационных расходов.
Наиболее распространенный на кранах электропривод асинхронный с фазным ротором, со ступенчатым регулированием угловой скорости, путем изменения величины сопротивления в цепи ротора. Такой привод достаточно прост, надежен, допускает большое число включений в час и применяется при средних и больших мощностях. С помощью резисторов в цепи ротора можно в широких пределах изменять токи и потери энергии в двигателе при переходных процессах, а также получить понижение угловой скорости.
Выбираем тип электропривода для механизмов крана – электропривод переменного тока, асинхронный двигатель с фазным ротором, управляемый командоконтроллером с пускорегулирующим сопротивлением в цепи ротора. Выбор типа электропривода сделали на основании приведенных выше технических и экономических условий, а также требований, предъявляемых к электроприводу крана.
Однако этот привод неэкономичен из-за значительных потерь энергии в пускорегулирующих сопротивлениях, кроме того, имеет повышенный износ двигателя и контактной аппаратуры управления.
Несмотря на это этот электропривод остается более выгодным по сравнению с приводом на постоянном токе.
Для проектируемого электропривода предназначается напряжение 220V 50Hz.
Расчет мощности и выбор электродвигателей привода механизмов крана
Для большинства крановых механизмов условия работы не могут быть заранее заданы. Условия, определяющие выбор электрооборудования, в том числе и двигателей, сводятся к понятию режима работы. В это понятие входят: полная продолжительность включений, продолжительность включения при регулированием число пусков, коэффициент усредненной статистической нагрузки, годовое и суточное использование крана, степень его ответственности, температурные условия эксплуатации и другие параметры.
Отнесение электрооборудования крана к тому или иному режиму работы является исходным при расчете всех элементов кранового оборудования, а соответствие указанного режима фактическому является непременным условием надежности работы крана.
При выборе двигателей для кранового оборудования наиболее сложным считается расчет мощности по условиям теплового режима работы. Специфические способности крановых машин характеризуются повышенными, постоянными потерями и изменяющимися условиями вентиляции при регулировании, что приводит к большим погрешностям при расчете теплового режима работы двигателя по общепринятым методам эквивалентного тока или момента. Эти методы являются достоверными только тогда, когда фактическая продолжительность включения равна номинальной, а число включений и энергия постоянных потерь в цикле соответствует номинальным расчетным параметрам.
Наиболее рациональным в настоящее время является метод выбора двигателя и расчет их мощности, разработанный заводом «ДИНАМО». В основе этого метода лежит использование эквивалентного КПД, являющегося показателем энергетических свойств системы регулирования и определяющего потери энергии в электроприводе.
Выбор троллей крана
Для питания электроустановок, расположенных на перемещающихся крановых механизмах, применяют различные специальные токопроводы: троллейный, бестроллейный, гибкий, кабельный, кольцевой.
Гибкий троллейный и кабельный токопроводы для кранов, большого применения не получили из-за недостаточно высокой надежности. Кольцевой токопровод применяют для электрооборудования полнопроводных механизмов вращения.
Жесткий троллейный токопровод применяют в виде: системы главных троллей, расположенных вдоль подкранового пути, служащих для питания электрооборудования одного или нескольких кранов; системы вспомогательных троллей, расположенных вдоль моста и служащих для питания электрооборудования тележек. На проектируемом кране питания электрооборудования тележки осуществляется гибким кабельным токопроводом.
Преимущество стальных троллей: относительно высокая надежность, малый износ при значительных ПВ, экономия цветного металла. Снятие напряжения осуществляется подвижными токосъемниками, изготовленными из чугуна.
Сечение троллей, проводов и кабелей крановой сети рассчитывается по допустимому току нагрузки с последующей проверкой на потерю напряжения.
Мероприятия по технике безопасности при ремонте электрооборудования крана
Требования к устройству грузоподъемных механизмов, их эксплуатации и ремонту регламентированы «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнадзора», ПУЭ, «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
На основании этих правил разрабатывают и вручают крановщику местные инструкции, чтобы обеспечить исправное состояние кранов, грузозахватных механизмов и безопасные условия их работы, руководство обязало:
- Назначить ответственных за их безопасной эксплуатацией.
- Создать ремонтную службу для профилактических осмотров и ремонтов.
- Лица, ответственные за справное состояние кранов, обязаны обеспечить их регулярные осмотры и ремонты.
- систематический контроль за правилами ведения журнала периодических осмотров и своевременное устранение неисправностей.
- Проводить обслуживание и ремонт кранов обученным и аттестованным персоналом. Срок проверки знаний и проведения систематического инструктажа не менее чем через 12 месяцев.
- Своевременную остановку и подготовку к технологическому освидетельствованию кранов вывод их в ремонт, в соответствии с графиком.
Крановщик имеет право приступить к работе на кране только при получении ключа-бирки на право управления краном.
Слесари электромонтеры и другие лица при осмотре кранов должны брать ключ-бирку на время пребывания их на кране. Крановщик перед началом работы осматривает все механизмы крана и, убедившись в их полной исправности, приступает к работе.
На неисправном кране запрещено работать.
- Перед включением главного рубильника или автомата следует осмотреть крановые пути. Настил крана и пол должны быть чистыми.
- Чистить, смазывать и реконструировать кран на ходу категорически запрещается.
- Во время работы запрещается находиться около движущихся механизмов на мосту крана, за исключением слесарей и электриков-ремонтников, если нужно определить качество работы при испытании механизма.
- При нахождении на мосту крана ремонтного рабочего, главный рубильник должен быть отключен
- Нельзя использовать конечные выключатели для остановки механизмов крана.
Электробезопасность
Техника безопасности в электроустановках направлена, прежде всего, на предотвращение несчастных случаев поражения электрическим током. Для обеспечения электробезопасности требуется принимать следующие технические способы и средства:
- Защитное заземление
- Защитное отключение
- Изоляция токов едущих частей
- Оградительные устройства
- Предупредительные сигнализации
- Средства защиты и предохранительные приспособления
- Блокировки защиты и знаки безопасности
К работе с электроустановками допускаются лица, прошедшие инструктаж, не имеющие медицинских противопоказаний, и обучены безопасным методам труда.
Для обеспечения электробезопасности работ предусмотрены следующие организационные мероприятия:
- Назначение лиц, ответственных за организацию проведения работ.
- Оформление наряда допуска для проведения работ.
- Допуск к ведению работ.
- Оформление перерывов и окончания работы.
В целях безопасности работ с действующими электроустановками необходимо выполнять следующие мероприятия: при проведении работ со снятием напряжения.
- Отключение установки
- Отключение коммутационных аппаратов
- Снятие предохранителей
- Отсоединение концов питания
- Наличие предупреждающих знаков и ограждений, частей остающихся под напряжением
- Заземление и ограждение рабочего места.
Крановщики мостовых кранов должны иметь квалификационную группу II по технике безопасности, а ремонтники III группу.
Во время ремонтных работ на кранах допускается использование переносных ламп на напряжение 12 В.
Выполнение этих мер обеспечивает безопасность проводимых работ.
Заземление крана и его использование
Заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением в связи с пробоем изоляции на корпус. В качестве заземлителей в первую очередь используют естественные заземлители в виде проложенных под землей металлических коммуникаций. Когда естественные заземлители отсутствуют или их использование не дает нужных результатов, то применяют искусственные заземлители – заземляющий контур. Не допускается использование в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в блоках, туннелях, каналах. В качестве искусственного заземлителя используют: угловая сталь 50x50; 60x60; 75х75, с толщиной стенки не менее 4 мм и длиной до 5 метров. Заземлители забивают в ряд или по контуру, на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 0,5 – 0,8 м.
Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть в пределах 2,5 – 3 м. Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм.
Магистрали заземления внутри зданий напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 мм. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 мм .
Согласно ПУЭ для обеспечения электробезопасности все металлические части электрооборудования, по которым не должен проходить ток должны быть заземлены.
При монтаже электрооборудования мостовых кранов заземлению подлежат корпуса электродвигателей; кожухи всех аппаратов; стальные трубы, в которых проложены провода; корпуса пускорегулирующих резисторов; кожуха контроллеров и т.д. Заземление металлоконструкций мостовых кранов выполняется через подкрановые пути и обеспечивается контактом между рельсами и ходовыми колесами. Стенки рельсов должны быть надежно соединены перемычками, сваркой или приварены к подкрановым балкам, образуя при этом непрерывную электрическую цепь. Присоединение заземляющего провода к рельсам должно выполняться при помощи сварки, а присоединение к корпусам двигателей, аппаратов – при помощи болтовых соединений, обеспечивающих надежный контакт. Заземляющие провода присоединяются к магистралям заземления, которые соединяются с металлоконструкциями крана. Заземление проверяют 1 раз в год не менее чем в двух точках.
В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью должно быть выполнено зануление. В таких установках не разрешается применять заземления корпусов без их связи с глухозаземленной нейтралью источника, т.к. это может привести к появлению опасного для человека напряжения на корпусе поврежденного оборудования.
Зануление – это преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.
Задачей зануления является пути наименьшего сопротивления для человека однофазного короткого замыкания, обеспечивающего надежное отключение автоматических выключателей, сгорание плавких всавок. В качестве нулевых защитных проводников используют: изолированные и неизолированные проводники, нулевые жилы кабелей и проводов, металлические конструкции зданий, подкрановые пути и т.д.
Изменение полного сопротивления петли «фаза-ноль» для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников производится раз в пять лет. |
|
|
Скачать 354.72 Kb.