Электрооборудование фрикционного пресса

Структурное обозначение пневмоприставок с выдержкой времени

Серия 1 2 3 4 5 6

ПВЛ – Х Х Х Х 4 Х

1) Условное обозначение исполнения пневмоприставки:

1 – выдержка времени при вкл;

2 – выдержка времени при откл.

2) Условное обозначение диапазона выдержки времени:

1 – от 0.1 до 30 с; 2 – от 10 до 180 с;

3 – от 0.1 до 15 с; 4 – от 10 до 100 с.

3) М – исполнение приставки со степенью защиты ІР20, отсутствие буквы означает приставку со степенью защиты IP00.

4) Климатическое исполнение 0,ОМ по ГОСТ 15150-69.

5) Категория размещения по ГОСТ 15150-69.

6) Исполнение по коммутационной износостойкости в режиме нормальных коммутаций:

А - 3 х 106 циклов,

Б – 1.6х106 циклов.

Таблиц 6.4. Технические характеристики реле времени

6.4 Выбор аппаратов ручного управления

К аппаратам управления относятся кнопки управления, выключатели, переключатели, конечные и путевые выключатели. Выбор производится:

·                   По номинальному напряжению сети:

. (6.3)

·                   По длительному расчетному току цепи:

, (6.4)

. (6.5)

Длительный расчетный ток цепи:

, (6.6)

где S – наибольшая суммарная мощность, потребляемая аппаратами при одновременной работе.

, (6.7)

где – мощность потребляемая каждым отдельным аппаратом во включенном состоянии.

В данной схеме фрикционного пресса напряжение в цепях управления составляет 110 В., максимальное количество одновременно включенных аппаратов – 1 магнитный пускатель 4-ой величины и 3 промежуточных реле. Согласно справочным данным магнитные пускатели 4-ой величины в рабочем состоянии потребляет 20 ВА, а промежуточные реле 8 ВА. Определяем по формуле (6.6) длительный расчетный ток:

.

6.4.1 Выбор переключателей

В схеме имеется переключатель SA1, который обеспечивает два режима работы пресса – одиночными и непрерывными ходами. По расчетному току выбираем переключатель типа ПЕ011 открытого исполнения с рукояткой на два положения, номинальным током 10 А, что удовлетворяет условию (6.4).

Таблица 6.5. Технические характеристики переключателей

6.4.2 Выбор конечных путевых выключателей

В схеме управления для ограничения перемещения ползуна имеется два путевых выключателя SQ1 и SQ2. Выбираем два одинаковых путевых выключателя серии ВПК-2111БУ3 в защищенном исполнении (IP67) c роликовым толкателем, на номинальный ток 10 А, что соответствует условию (6.4).

Структурное обозначение выключателей путевых

ВПК2Х1ХБХХ:

ВПК - выключатель путевой, контактный; 2 - условный номер разработки серии;

Х - условное обозначение способа крепления на поверхности, ввода проводников, степени защиты по ГОСТ 1425480: 0 -базовое крепление, степень защиты IР00; 1 -базовое крепление, резьбовой неуплотненный или притычной

неуплотненный ввод, степень защиты IР67 (IР54 *); 2 -фронтальное крепление для встройки в нишу, степень защиты IР00;

1 - условное обозначение двухполюсного выключателя с сочетанием контактов 1з+1р;

Х - условное обозначение вида привода: 0 -толкатель; 1 -толкатель с роликом;

2 -рычаг с роликом на 1, 2 или 3ступени с рабочим ходом влево или вправо;

3 -селективный;

Б - условное обозначение исполнения выключателя с биметаллическими контактами;

ХХ - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 6.6. Технические характеристики выключателей путевых

6.4.3 Выбор кнопок управления

В схеме присутствует 4 кнопки управления SB1, SB2, SB4 (замыкающие) и SB3 (размыкающая). Выбираем кнопки с толкателем грибовидной формы серии КЕ на номинальный ток 10 А, что соответствует условию (6.4).

Таблица 6.7. Технические характеристики кнопок управления

6.5 Выбор трансформатора

В схеме управления пресса используется однофазный понижающий трансформатор напряжения 220/110 В. Определим мощность трансформатора, для этого определим мощность, потребляемую цепью управления:

, (6.8)

Максимальное количество одновременно включенных аппаратов – 1 магнитный пускатель 4-ой величины и 3 промежуточных реле. Согласно справочным данным магнитные пускатели 4-ой величины в рабочем состоянии потребляет 20 ВА, а промежуточные реле 8 ВА.

.

Выбираем трансформатор типа ОСМ1-0,4УЗ 220/110 однофазный, сухой, многоцелевого назначения, мощностью 400 ВА.

7. Расчет и выбор аппаратов защиты

Аппаратом защиты называется устройство, которое автоматически отключает защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах. К аппаратам защиты относятся плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые и токовые реле.

Защита электродвигателей и электрической сети осуществляется от коротких замыканий (однофазных, междуфазных) и перегрузки. Защита от коротких замыканий выполняется обязательно для всех электродвигателей (электроприемников) и электрических сетей.

7.1 Выбор предохранителей

Предохранители выбираются по следующим условиям:

·                   по номинальному напряжению сети:

; (7.1)

·                   по длительному расчетному току линии:

. (7.2)

Предохранители FU1 и FU2 установлены в схеме управления для защиты от токов короткого замыкания. Номинальное напряжение цепи управления 110 В, длительный расчетный ток согласно пункту (6.4) составил 0,4А. Выбираем плавкий предохранитель серии НПН2- с номинальным током плавкой вставки 6 А, что удовлетворяет условию (7.2).

7.2 Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий:

; (7.3)

; (7.4)

 (7.5)

Автоматический выключатель QF осуществляет защиту всей схемы, но ввиду того, что токи электроприемников и двигателя значительно отличаются, реально он сможет защитить только электродвигатель. Номинальный ток всей цепи будет равен сумме номинальных токов двигателя, электромагнитов, трансформатора. Номинальный ток электродвигателя был рассчитан в предыдущем пункте и составил 59,4 А, номинальный ток электромагнитов также был подсчитан ранее и составил 0,4 А. Необходимо найти номинальный ток трансформатора:

,

Тогда номинальный ток всей схеме будет равен:

,

Подставляем расчетный ток схемы в условие (7.4):

Выбираем автоматический выключатель ВА51-31, что удовлетворяет условию (7.2.2). Так как в схеме имеется электродвигатель необходимо проверить ток срабатывания электромагнитного расцепителя  автоматического выключателя с тепловым расцепителем на 80 А по условию (7.5):

.

Выбранный автомат удовлетворяет всем условиям.

8. Расчет и выбор проводов и кабелей

При выборе проводов, вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей должны учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности. Сечение проводов и кабелей цепей питания, управления, сигнализации, измерения и т.п. должны выбираться из условия допустимого их нагрева электрическим током.

Условия нагрева проводов длительным расчетным током имеет вид:

, (8.1)

, (8.2)

где  – допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам длительных допустимых токовых нагрузок на провода и кабели;

 – длительный расчетный ток линии;

 – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

 – кратность длительного допустимого тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (согласно ПУЭ для провода, который защищен автоматическим выключателем , а предохранителем ).

8.1 Выбор провода для цепей управления

Расчетный ток цепей управления равен 0,4 А, цепи управления защищены предохранителем НПН2- с номинальным током плавкой вставки 6 А. Выбираем для цепей управления провод ПВ1 сечением , т.к. по данному проводу может протекать длительно допустимый ток 11 А. Так как провода цепей управления лежат в шкафу управления в жгутах, то длительно допустимый ток провода уменьшаем на 20% и он составит 8,8 А.

Согласно условия (8.1) . Проверим выбранный провод по условию (8.2) – соответствия выбранному аппарату защиты. Так как провод защищен предохранителем (ток плавкой вставки равен 6 А), то , соответственно:

.

Выбранный провод (ПВ 1х0,5) соответствует всем условиям.

8.2 Выбор кабелей в силовой цепи

Выбираем кабель для питания двигателя М. Расчетный ток в цепи электродвигателя равен 59,4 А. Двигатель защищен автоматическим выключателем

ВА51-31, с номинальным током расцепителя 80 А. Выбираем кабель АВВГ 3х25+1х16 с длительно допустимым током 88 А, т.к. . Проверим выбранный кабель по 2-ому условию:

.

Данный кабель подходит для питания двигателя.

Выбираем провод для питания электромагнитов (0,4 А) и трансформатора (1,81 А). Т.к. токи, протекающие в этих цепях не значительны и отличаются в десятки раз от номинального тока вводного автомата, то проверять провода на соответствие аппарату защиты и завышать тем самым сечение не целесообразно. Поэтому выбираем провод ПВ 1х0,5 с длительно допустимым током 11 А.

9. Размещение электрооборудования и схема соединений и подключений

Все электрооборудование фрикционного пресса, по месту размещения можно разделить на две группы: электрооборудование, устанавливаемое непосредственно на прессе и электрооборудование, устанавливаемое в шкафах управления. Внутри шкафа управления размещаются: автоматические выключатели, магнитные пускатели, предохранители, промежуточные реле и реле времени. На передней панели или панели управления размещаются: кнопки управления, а также переключатель режима работы пресса. Электрические соединения между аппаратами в шкафу осуществляются с помощью клемниковых колодок, через клемниковые колодки также подводится питание к шкафу. Непосредственно на самом прессе размещается: электродвигатель главного привода, электромагниты управления пневмосистеммой и путевые выключатели, ограничивающие движение ползуна.

Схемы соединений и подключений необходимы для выполнения монтажа электроустановок. Схемы соединений определяют все электрические соединения в электрических устройствах, входящих в состав монтируемой установки, а схемы подключения показывают внешние соединения между этими устройствами. На схемах соединений электрических устройств обязательно показывают выводы входящих в них аппаратов и приборов, отображая их расположение и нумерацию. Для большей наглядности выводы каждого аппарата или прибора заключают в общую рамку. Кроме того, если это необходимо, дают внутреннюю схему прибора или аппарата. Для изображения отдельных элементов (резисторов, конденсаторов, электрических ламп, проводов, катушек аппаратов и др.) на схемах соединений используют обозначения, приведенные в стандартах ЕСКД.

При составлении и вычерчивании монтажных схем используют монтажные символы электрических аппаратов, элементов и приборов. Монтажный символ – это электрическая схема внутренних соединений аппарата, элемента или прибора с относительным расположением зажимов (выводов), которое соответствует действительному расположению их на аппарате.

Выходные зажимы (выводы) всех аппаратов маркируют по определенной системе. Для аппаратов, имеющих собственную маркировку выводов, на символах показывают данную фактическую маркировку. Для аппаратов, не имеющих собственной маркировки выводов, на символах изображают условную маркировку, которая в действительности на аппарате отсутствует. Оба видов маркировок обозначают одинаково – внутри зажимов.

В контактах главных и вспомогательных нечетными числами маркируется вход (неподвижный контакт), четными – выход (подвижный контакт). Для контактов, не имеющих четко выраженного вывода подвижных контактов, например мостиковых, разделение на четные и не четные числа отсутствует. В этом случае числа возрастают слева направо или сверху вниз.

Если в аппарате более 10 контактов, то порядковые номера контактам присваивают по группам в пределах группы замыкающих контактов, начиная с единицы, и в пределах группы размыкающих контактов, начиная с единицы.

Условную маркировку выполняют по определенной схеме:

1.                 главные контакты аппаратов маркируются однозначными цифрами, начиная с единицы;

2.                 вспомогательные контакты маркируют двузначными числами, в которых первая цифра обозначает порядковый номер контакта для одного аппарата (порядок не зависимо от вида контакта), а вторая цифра отражает вид контакта.

Приняты следующие условные обозначения для видов контактов: 1 – 2 (размыкающий контакт); 3 – 4 (замыкающий контакт); 1 – 2 – 3 (переключающий контакт); 5 – 6 (контакт размыкающий особый); 7 – 8 (контакт замыкающий особый); 5 – 6 – 7 (контакт переключающий особый); 9 – 0 (контакт импульсный).

Катушки аппаратов маркируют прописными буквами латинского алфавита: А – В (включающая); C – D (отключающая); Q – H (защелки).

10. Монтаж электрооборудования (станка, механизма, установки)

Электромонтажные работы в настоящее время ведутся на высоком уровне инженерной подготовки, с максимальным переносом этих работ со строительных площадок в мастерские монтажно-заготовительных участков и на заводы электромонтажных организаций. Электромонтажные, проектные и научно-исследовательские организации совместно с электротехнической промышленностью ведут большую работу по изготовлению электрооборудования крупными блоками и узлами.

10.1 Монтаж электродвигателей

Монтаж электрических машин, поступивших в собранном виде, производится в следующем порядке: установка на фундамент; выверка; монтаж полумуфт и центровка валов; проверка пригонки вкладышей подшипников; подсоединение внешних кабелей, монтаж воздухоохладителей, маслопроводов и заземления; установка защитных кожухов, щитов и ограждений.

Монтаж электрических машин, поступивших в разборном виде, значительно сложнее и включает следующие основные технологические операции: установку и выверку фундаментной плиты и подшипниковых стояков; заводку ротора в статор; установку: нижних вкладышей подшипников, статора вместе с ротором на фундаментную плиту, полумуфт; центровку валов; проверку зазоров в подшипниках и пригонку подшипников; выверку воздушных зазоров и совмещение магнитных осей статора и ротора; окончательную сборку подшипников и проверку их уплотнения; подсоединение внешних кабелей, монтаж воздухоохладителей, маслопроводов и заземления; установка защитных кожухов, щитов и ограждений.

10.2 Монтаж электрических аппаратов

Монтаж электрических аппаратов, устанавливаемых в шкафах может производиться как в монтажно-заготовительных мастерских, так и на месте установки станка. Проведение монтажных работ можно разделить на две стадии: на первой происходит установка всех электрических аппаратов, а на второй соединение электрических аппаратов проводами и кабелями, согласно монтажной схеме. Все аппараты ручного управления, индикаторные элементы должны иметь обозначения и надписи («вкл», «выкл»; «вперед», «назад»), также указывается механизм, который управляется данным аппаратом. На дверце шкафа с внутренней стороны обычно размещают электрическую принципиальную схему механизма. Все нетоковедущие металлические части оборудования подлежат заземлению.

10.3 Монтаж проводов и кабелей

Все провода и кабели расположенные вне шкафа управления подвергаются обязательной защите от механических повреждений, путем затягивания их в металлические или полиэтиленовые трубы. Все соединения и ответвления выполняются с помощью клемных колодок или коробок. Провода в шкафах управления прокладываются параллельно друг другу, все изгибы выполняются под прямым углом. При большом количестве одинаково направленных проводов их собирают в пучки с помощью жгутов. На конец провода одевается кембрик, на котором указывается номер провода согласно схеме, для удобства обслуживания. Металлические трубы и коробки подлежат обязательному заземлению.

11.Составление инструкции по эксплуатации электрооборудования

11.1 Подготовка к работе электрооборудования пресса

Перед вводом в эксплуатацию должны быть выполнены следующие работы: проверка отсутствия в электродвигателе главного привода посторонних предметов; продувка электродвигателя сжатым воздухом; испытания неподвижной электрической машины в соответствии с гл. 1.8 ПУЭ; проверка системы маслосмазки и охлаждения; контроль действия защитной и сигнальной аппаратуры; проверка правильности присоединения выводов электродвигателя к сети и надежности заземления корпуса; проворачивание ротора для проверки свободного вращения и смазки подшипников.

11.2 Порядок работы

В соответствии с технологическим процессом устанавливается режим работы пресса. Для этого переключатель SA должен быть установлен в положении работы одиночными или не прерывными ходами.

Режим работы одиночными ходами

1.                 Закрепить обрабатываемую деталь.

2.                 Установить переключатель SA в положение работы одиночными ходами (положение 1).

3.                 Необходимо запустить двигатель главного привода. Для этого необходимо нажать кнопку SB1.

4.                 Для того чтобы ползун перемещался вниз нужно нажать кнопку SB2.

Примечание. После нажатия кнопки SB2 включается автоматическая схема управления движением ползуна и поэтому после обработки заготовки, подъем ползуна в исходное состояние произойдет автоматически.

5.                 Если в дальнейшем обработка не осуществляется необходимо отключить двигатель главного привода, нажатием кнопки SB3.

Примечание. Во избежание травматизма замена заготовки разрешается только после полной остановки ползуна.

Режим работы непрерывными ходами

При установке переключателя в положение работы непрерывными ходами (положение 2) ползун будет совершать поступательные движения до тех пор, пока переключатель SA не будет установлен в положение 1 или не будет нажата кнопка SB3.

11.3 Окончание работы

Если велась обработка непрерывными ходами, то нужно установить переключатель SA в положение 1 и дождаться пока ползун займет крайнее верхнее положение. По окончании работы необходимо отключить пресс от сети. После отключения произвести осмотр рабочей поверхности, удалить посторонние предметы, если они имеются.

11.4 Техническое обслуживание

Персонал, занятый обслуживанием электрооборудования фрикционного пресса, а так же его наладкой и ремонтом обязан:

1.                                           Иметь допуск к обслуживанию электроустановок напряжением до 1000В.

2.                                           Знать действующие правила технической эксплуатации безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий по ГОСТ 12.I.019-79 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования» и ГОСТ12.3.019-80 «ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности».

3.                                           Руководствоваться указанием мер безопасности, которые содержаться в настоящем руководстве и в руководстве по эксплуатации механической части пресса.

4.                                           Знать принцип работы пресса и работу схемы.

5.                                           Для обеспечения безаварийной работы пресса напряжение питающей сети на его вводе должно быть в пределах от 0,9 до 1,1 номинального значения, а отклонение частоты от номинального значения – в пределах 0,1Гц.

6.                                           Пресс, шкаф управления, все клемные коробки, пульт управления, которые могут оказаться под опасным напряжением, должны иметь надежное заземление, от цеховой системы заземления к заземляющему зажиму (болту М12), установленному на фундаментной плите пресса, должна быть подведена шина, а к винту заземления, установленному во вводной коробке с вводным автоматическим выключателем, должен быть подведен провод сечением 4мм. Качество заземления должно быть проверено внешним осмотром и измерением сопротивления между металлическими частями пресса каждого устройства и зажимом для заземления, находящимся на вводе к прессу. Сопротивление заземления не должно превышать 0,1Ом.

7.                                           Категорически запрещается производить работы под напряжением.

8.                                           Категорически запрещается разъединять и соединять составные части штепсельных разъемов, находящихся под напряжением.

9.                                           Для обеспечения безопасной работы, предупреждения поломок механизмов и брака на прессе предусмотрены электрические блокировки.

10.                                       Категорически запрещается работать на прессу при обнаружении неисправностей в работе электрических блокировок.

11.                                       При проведении работ по демонтажу электрооборудования перед отправкой пресса потребителю, монтажу и первоначальному пуску станка на месте его эксплуатации, при обслуживании и ремонте электрооборудования пресса, следует так же руководствоваться указаниями мер безопасности.

12. Выбор технического решения модернизации

12.                                       В данной схеме имеется много недостатков. При выборе автоматического выключателя я столкнулся с тем, что реально этот автоматический выключатель сможет защитить лишь электродвигатель, а электромагниты при возникновении короткого замыкания просто сгорят. Такое положение приводит и к завышению сечения провода в цепях электромагнитов. Поэтому я предлагаю в цепи электромагнитов поставить по предохранителю с плавкой вставкой, что обеспечит защиту электромагнитов и позволит выбрать рациональное сечения провода.

13.                                       На вводе в силовой части схемы можно последовательно с вводным автоматическим выключателем установить устройство защитного отключения (дифференциальный выключатель). УЗО обеспечит защиту электрооборудования, предотвратит возникновение пожара в случае неисправности электропроводки и сделает более безопасным электроустановку для рабочего и обслуживающего персонала.

14.                                       По возможности хотелось бы заменить релейно-контактные элементы схемы управления бесконтактными. Их стоимость намного выше, но они обладают огромным преимуществом – отсутствие механического контакта, что повышает их долговечность в десятки раз. Это позволит сократить габариты шкафов управления – повысить степень отказоустойчивости электрооборудования.

15.                                       Автоматические выключатели можно заменить более качественными зарубежных производителей «Сименс», «Шнайдер электрик», «Легранд», «АББ». Главное их преимущество это компактность, у них точно отстроен ток отключения, имеется возможность скомплектовать необходимое число аппаратов, путем крепления на DIN-рейку – все это обеспечивает надежную защиту и удобство эксплуатации электрооборудования.

Заключение

При выполнению курсового проекта, мною были получены навыки в расчете основных параметров электрической схемы, изучены устройство и принцип действия фрикционного пресса. Я научился составлять основную техническую документацию, предложил свой вариант модернизации электрической схемы.

Я сделал для себя вывод, что для того чтобы обслуживать электрическое оборудование, соответствующее современному уровню развития науки и техники, электротехнический персонал должен знать устройство, принцип действия электрических аппаратов управления, защиты электромеханической и бесконтактной конструкции на основе полупроводниковых элементов, а также их назначение, технические характеристики, уметь правильно выбирать их вместо вышедших из строя и морально устаревших аппаратов и элементов.

Список использованных источников

1.                       Повный А. В. Электрооборудование промышленных предприятий и гражданских зданий. Курсовое проектирование. Гомель, 2004. – 41 с.

2.                       Повный А. В. Справочные материалы для выполнения курсового проекта по предмету «Электрооборудование промышленных предприятий и гражданских зданий». Гомель, 2004. – 100 с.

3.                       Зимин Е. Н., Преображенский В. И., Чувашов И. И. Электрооборудование промышленных предприятий и установок: Учебник для техникумов. – 2-ое изд., перераб. И доп. – М .: Энергоиздат, 1981. – 552 с.

4.                       Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей/ Глав. упр. гос. Энергетического надзора Минэнерго СССР. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 432 с.

5.                       Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986.

6.                       Справочник по электротехнике и электрооборудованию – 2-е изд., доп. – М.: Высш. шк., 2000. – 255 с.

7.                       Елкин В. Д., Елкина Т. В. Электрические аппараты: Учебное пособие для учащихся ССУЗов. – Мн.: Дизайн ПРО, 2003. – 168 с.

8.                       Куценко Г. Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок: Учебное пособие для учащихся ССУЗов. – Мн.: Дизайн ПРО, 2003. – 272 с.

Страницы: 1, 2