Разработка высокоточной системы стабилизации мощности резания вальцетокарного калибровочного станка модели IK 825 Ф2

      (7.23) 

    При сравнении эксплуатационных затрат используем показатель относительной экономии (уменьшения) затрат: 

    (7.24) 

    Как видно по результатам вычислений, новая система электропривода эффективнее базовой. Экономия капитальных вложений объясняется тем, что установочная мощность новой системы меньше базовой. Однако снижение эксплуатационных расходов получилось незначительным, поскольку новая система загружена больше, чем базовая, что влечет за собой повышение потребления электроэнергии и более дорогие ремонты (затраты на ремонты нового оборудования меньше затрат на ремонт базового оборудования, но незначительно, смотри табл.7.5.).

    На  основании вышеприведенного можно  увидеть, что экономически обосновано, что, выбирая двигатели и тиристорные преобразователи новой серии, можно добиться экономии как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов. 
 

 

8. ОХРАНА  ТРУДА 

    По  условиям эксплуатации электропривода механизма специального вальцетокарного калибровочного станка модели IK 825 Ф2, согласно [12] разделен на части. Электродвигатель главного привода расположен непосредственно возле станка (в соответствии с кинематической схемой). Тиристорный преобразователь находится на некотором удалении от станка. Управление электроприводом осуществляется оператором с пульта управления.

    Двигатель постоянного тока мощностью 70 кВт  закреплен на фундаменте и является стационарной установкой, питающейся от тиристорного преобразователя через двухпроводную сеть постоянного напряжения 220 В.

    Двигатель установлен в пыльном, влажном, грязном  помещении вальцетокарной мастерской, относящемуся к особо опасным с точки зрения поражения электрическим током.

    Точение металла связано с выбросом металлической  стружки высокой температуры, раскаленного масла, помещение характеризуется категорией B по пожарной опасности.

    Тиристорный преобразователь включает трансформатор  мощностью 143 кBA и сам тиристорный преобразователь мощностью 92 кВт , питающегося от трехрпроводной сети переменного тока напряжения 380 B промышленной частоты 50 Гц, расположен в непосредственной близости от станка.

    Вальцетокарная  мастерская относится к пожароопасным  помещениям с пожароопасными зонами класса  П III, в которых обращаются горючие жидкости (масла) с температурой вспышки 61?С и твердые горючие вещества. Потенциальные опасности, связанные с технологическим процессом по [14], создают:

• наличие раскаленных материалов;
• наличие движущихся частей машин и механизмов в вальцетокарной мастерской;
• наличие шумов и вибраций.

     К движущимся частям и механизмам относятся:

• шпиндель вальцетокарного станка;
• вращающиеся валы механических передач;
• движущиеся по вальцетокарной мастерской краны и транспортеры.

     Опасность существует непрерывно во время работы станка.

    Последствия возможного воздействия этой опасности  на обслуживающий персонал - механические травмы, при получении которых возможна частичная или полная утрата трудоспособности, смертельный исход.

    К раскаленным предметам и материалам относят резец и заготовку, которые в процессе резания могут достигать температуры 500 ?С. При воздействии этих факторов на человека возможно получение ожогов и механических травм, а также, как следствие, временная утрата трудоспособности.

    Шум, возникающий при работе цеха, широкополосный постоянный и при длительном воздействии на человека приводит к развитию профессиональных заболеваний, связанных с потерей слуха, приводящей к утрате работоспособности.

    Вибрации  возникают при вхождении резца в металл и выходе из него, при чрезмерно больших подачах, и также приводят к профессиональным заболеваниям. 

    8.1. Параметры микроклимата 

    Помещение вальцетокарной мастерской относят  к помещениям со значительным избытком явного тепла,  и, следовательно, допустимые нормы температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха в теплый период года составляют 25?С при  влажности 70% и скорости воздуха ? 0.7 м/с, в холодный и переходный периоды года понижение температуры должно быть не ниже 10?С вне постоянных мест работы, а на рабочих местах для холодного и переходного периодов температура должна составлять 18?С при относительной влажности 60% и скорости воздуха ? 0.3 м/с.

    В рабочей зоне механизма присутствуют следующие вредные вещества: медно-графитовая пыль, пыль оксидов железа, серы, углерода.

    Источниками медно-графитовой пыли являются коллекторные пластины электрических машин, а пыли оксидов серы, железа, углерода - получаемые в процессе резания металла мелкие частицы.

    В кабине операторов присутствуют такие вредные вещества, как оксид углерода, оксид серы, пыль оксида железа.

    Углекислый  газ образуется в результате дыхания  самого оператора, а также в результате выжигания углерода им металла в процессе резания.

    Оксид серы образуется в результате выжигания серы из металла в процессе резания.

    Количества  оксидов углерода и серы, получаемые в результате выжигания этих веществ из металлов, пренебрежимо малы. Кроме того, в вальцетокарной мастерской имеется мощная система вытяжной вентиляции.

    Воздействия вредных факторов на работающих заключается  в попадании пыли в дыхательные  пути и легкие организма человека, засорение пор кожи и ухудшение теплообменных свойств организма с окружающей средой.

    Воздействие углекислого газа проявляется в затруднении дыхания и увеличении ритма работы сердца.

    Предельно допустимые концентрации:

• медно - графитовой пыли 4.0 мг/м³;  кл. оп. 4;
• оксида железа (Fe₂O₃) 6.0 мг/м³;  кл. оп. 4;
• диоксида углерода (СO₂) 20.0 мг/м³;  кл. оп. 4;
• оксида серы (SO₃) 0.5 мг/м³;  кл. оп. 4.

    Рабочее освещение вальцетокарной мастерской - искусственное и естественное, аварийное - искусственное. Искусственное освещение в обоих случаях общее, обеспеченное светильниками, размещенными в верхней части вальцетокарной мастерской (верхней зоне) равномерно.

    В кабине операторов рабочее освещение  общее, обеспеченное светильниками с люминесцентными лампами, расположенными в верхней части кабины. Эвакуационное освещение - искусственное, общее.

    Контрастность объектов в вальцетокарной мастерской большая (0.5 ? K ? 0.2).

    Разряд  зрительной работы в вальцетокарной мастерской - VI, к которому относят  рассматривание предметов более 5 мм.

    Норма освещенности равна 200 лК, а коэффициент  естественного освещения при совместном освещении - 1.8 до III пояса.

    Наименьшая  освещенность рабочей поверхности  производственных помещений и территорий предприятия, требующих обслуживания при аварийных режимах составляет 5% от освещенности, нормируемой для рабочих помещений при системе общего освещения, но не менее 2 лК.

    Норма звукового давления для оператора  составляет 65 дБ при частоте шума выше 1000 Гц - высокие частоты. 

2. Мероприятия по электробезопасности 

проектируемой электроустановки 

    Согласно  [13] должны быть предусмотрены следующие мероприятия по обеспечению электробезопасности электроустановки:

• режим контроля питающей сети;
• защита от случайного проникновения к токоведущим частям электроустановки;
• контроль и профилактика повреждений изоляции;
• заземление;
• защитное отключение;
• применение защитных средств;
• организационные и технические мероприятия.

    Сеть  между двигателем и тиристорным  преобразователем является двухпроводной с изолированными проводами. Это необходимо по техническим соображениям и независимо от опасности поражения электрическим током применяется именно эта схема.

    Питание тиристорного преобразователя серии  КТЭУ осуществляется от распределительной шины 380 В через разделительный трансформатор, распределительная шина расположена вдоль стены на высоте 3 м на изоляторах. Ошиновка подключена к масляному выключателю, с другой стороны к которому прикреплены провода, питающие тиристорный преобразователь. Кабель уложен в подземный бетонированный кабельный канал, накрытый сверху рифлеными листами железа. Края каналов закреплены металлическими заземленными уголками.

    Тиристорный преобразователь помещен в металлический  шкаф, в котором также размещен разделительный трансформатор. Двери шкафа и ограждения оснащены блокировкой, которая обеспечивает отключение масляного выключателя при открывании дверей ограждения или шкафа. Для снятия блокировки кроме закрытия дверей необходимо нажать кнопку “Пуск”.

    Подвод  питания к электродвигателю осуществляется с помощью кабеля, уложенного в подземный кабельный канал.

    Кабеля  для питания тиристорного преобразователя  и двигателя - бронированные для защиты от возможных механических повреждений.

    Контроль  изоляции цепи 380 В осуществляется периодически при отключенной установке. При  этом измеряется сопротивление изоляции отдельных участков сети, трансформаторов, электрических аппаратов, двигателя. Измеряются сопротивление каждой фазы относительно земли защитным аппаратом.

    Нормальным  сопротивлением изоляции кабеля ниже 1000 В считается 0.5 МОм, измерения  производятся мегомметром на напряжение 1000 В.

    Контроль  изоляции сети между двигателем и  тиристорным преобразователем, а также сети напряжением 380 В осуществляется постоянно, так как повреждение и пробой изоляции приводит к возникновению повышенной опасности поражения человека электрическим током. Контроль осуществляется прибором ПКИ, схема которого приведена на Рис.8.1. Отсчет сопротивления изоляции производят по шкале прибора. При снижении сопротивления изоляции до предельно допустимого уровня 0.25 МОм прибор подает звуковой и световой сигналы.

    Сопротивление изоляции двигателя и тиристорного преобразователя составляют 0.5 МОм в нормальном состоянии, трансформатора - 1.5 МОм, и измеряется мегомметром на 500 В и 1000 В.

    Защитное  отключение обеспечивает отключение установки  при возникновении аварийных  режимов.

    Контроль  напряжения на корпусе трансформатора, преобразователя, двигателя осуществляется с помощью схемы, реагирующей на напряжение корпуса относительно земли (см. Рис.8.2). В схемах этого типа датчиком служит реле напряжения РЗ, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем. Схема осуществляет защиту от глухих замыканий на землю и пригодна в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Достоинством схемы является ее простота. Недостатки - необходимость применять вспомогательный заземлитель, неселективность при общем заземлении и отсутствие самоконтроля.

    Для контроля напряжения фазы относительно земли используют схему, приведенную на Рис.8.3. Датчики включены между фазами и землей и измеряют напряжение фаз относительно земли, близкие в номинальном режиме к фазовым напряжениям источника питания. При повреждении изоляции фазы напряжение этой фазы относительно земли уменьшится. Если напряжение этой фазы окажется ниже уставки, то сеть отключается. Отключение произойдет и при обрыве цепи любого реле. Таким образом осуществляется самоконтроль.