Наладка и ремонт электрооборудования
Защита
Нулевая защита электродвигателей станка обеспечивается магнитными пускателями. Защита элементов электрооборудования от повреждений в случае короткого замыкания осуществляется автоматически выключателем QF1, а также плавкими предохранителями FU1, FU2, FU3, FU4.
Защита электродвигателей от перегрева осуществляется при длительных перегрузках обеспечивается тепловыми реле KK1, KK2, KK3.
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Выбор автомата
Автомат QF1 предназначен для защиты от токов короткого замыкания (т.к. имеют электромагнитные расцепители) и токов перегрузки (т.к. имеют тепловые расцепители) двигателей консольно-фрезерного станка.
Автоматические выключатели выбираются прежде всего по номинальным значениям тока и напряжения.
1) Для автоматического выключателя QF1 номинальный ток и напряжение расцепителя должны быть не меньше расчетного тока установки, т.е.
Uн > Uуст , В (2.1)
где Uн -номинальное напряжение расцепителя, В
Uуст-напряжение установки, В
Таким образом по формуле (3.1) номинальное напряжение расцепителя должно быть больше расчетного напряжения установки, т.е.
Uн > 380
Для автоматического выключателя QF1 номинальный ток расцепителя должны быть не меньше расчетного тока установки, т.е.
Iн.а > Iр , А (2.2)
где Iн.а -номинальный ток автомата, А
Iр –номинальный расчетный ток установки, А
Таким образом по формуле (3.2) номинальный ток автомата должно быть больше расчетного тока установки.
Рассчитаем ток наиболее мощного двигателя.
(2.4)
где: Iномд –номинальный ток наиболее мощного двигателя, А;
Pном – номинальная мощность двигателя, кВт;
Uном – номинальное напряжение установки, В;
–коэффициент мощности;
– коэффициент полезного действия двигателя, % ;
А
Рассчитаем ток электродвигателя подачи:
Iномд1=2.2 /(1.73*380*0.83*0.80)=5.04 А
Рассчитаем ток электродвигателя поворота:
Iномд2=1.5/(1.73*380*0.83*0.77)=3.57 А
Рассчитаем ток электронасоса:
Iномд3=0.180/(1.73*380*0.76*0.66)=0.545
Рассчитаем расчетный ток установки:
Iр = 
IномД+ IномКМ+ IномEL (2.4)
Iр = (11.56+5.04+3.57+0.545)+(1.090)+(0.90)= 22.714 А
где: IномД – сумма токов всех двигателей, А
IномКМ – сумма токов всех катушек, А
IномEL –сумма токов потребляемая местным освещением, А
2) Тепловой расцепитель защищает электроустановку от токов длительной перегрузки. Ток уставки выбирается по формуле:
Iт.р = (1,15 1,25) Iр , A (2.6)
где Iр -рабочий расчетный ток установки, А.
A
3) Ток уставки регулируемого электромагнитного расцепителя должен быть пропорционален току кратковременной перегрузки. Для автоматов защищающих двигатели с кз ротором:
A (2.7)
А
где: Iпик -пиковый ток линии, определяется по формуле:
Iпик = Iр + кIн.б - Iн.б(Iр/Iн), А (2.8)
где Iр - расчетный ток линии, есть сумма номинальных токов всех потребителей включенных в эту линию включая эл/двигатели.
Iпик = 22.714 + 7* 11.56 – 11.56(21.603/20.693)=90.463 А
По номинальному току выбираем автомат со следующими данными, которые представлены в таблице 3.1. Эскиз автомата изображен на рисунке.3.1.
Таблица 2.1- Технические характеристики автомата ВА-51-33.
| Тип | Номинальный ток | Кратность уставки | Iоткл кА | ||
| Iна | Iн р | Kу (ТР) | Kу (ЭМР) | ||
| ВА-51-31-1 | 31,5 | 1,25 | 12,5 |
Рисунок 2.1-Эскиз автомата ВА-51-31-1
2.2 Выбор предохранителей
Плавкий предохранитель представляет собой аппарат, служащий для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и чрезмерных токов нагрузки.
Предохранитель FU1 следует выбирать по следующим условиям:
Uп. ном > Uс , В (2.8)
где Uп. ном- номинальное напряжение предохранителя, В
Uс- номинальное напряжение сети, В
Таким образом по формуле (3.8) номинальное напряжение предохранителя должно быть больше напряжения сети следовательно выбираем
Uп. ном > 380 ,В
Номинальный ток плавкой вставки определяется по формуле (3.9) т.к к данному предохранителю подключено более одного двигателя:
Iн.в = (Ip+Iп)/2,5 , А (2.9)
где: Ip= Iн , А
Ip - расчетный ток ответвления, А;
Iп - пусковой ток наиболее мощного двигателя, А.
A
По номинальному току плавкой вставки выбираем предохранитель с параметрами указанными в таблице 2.2 На рисунке 3.2 предоставлен вид предохранителя ПР2-60.
Таблица 2.2- Технические характеристики предохранителя FU1.
| тип | Номинальное напряжение, А | Номинальный ток вставки,А | Iоткл кА |
| ПР2-60 | 4,5 |
Рисунок 2.2-Предохранитель ПР2-60
Предохранитель FU2 следует выбирать по следующим условиям:
Uп. ном > Uс , В (2.10)
где: Uп. ном- номинальное напряжение предохранителя, В
Uс- номинальное напряжение сети, В
Таким образом по формуле (2.10) номинальное напряжение предохранителя должно быть больше напряжения сети.
Uп. ном > 380 ,В
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, определяется по формуле (2.11) т.к он защищает двигатель от к.з. при легких условиях пуска
Iн= Iд.н* k/2,5 , (2.11)
где: Iд.н - номинальный ток двигателя, А;
к - кратность пускового тока, равная Iп/ Iдн ,
Iп – пусковой ток двигателя.
Iн=5.04*6/2.5=12.096 А
По номинальному току плавкой вставки выбираем предохранитель с параметрами указанными в таблицу 2.2.2.
Таблица 2.3- Технические характеристики предохранителя FU2.
| тип | Номинальное напряжение, А | Номинальный ток вставки,А | Iоткл кА |
| ПР2-60 | 4,5 |
Предохранитель FU3 следует выбирать по следующим условиям:
Uп. ном>Uс , В (2.12)
где: Uп. ном- номинальное напряжение предохранителя, В
Uс- номинальное напряжение сети, В
Таким образом по формуле (2.10) номинальное напряжение предохранителя должно быть больше напряжения сети.
Uп. ном > 380 ,В
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, который защищает двигатель от кз при легких условиях пуска
Iн= Iд.н* k/2,5 , А (2.13)
где: Iд.н - номинальный ток двигателя, А;
к - кратность пускового тока, равная Iп/ Iдн ,
Iп – пусковой ток двигателя.
Iн=3.57*5/2.5=7.14 А
По номинальному току плавкой вставки выбираем предохранитель с параметрами указанными в таблицу 2.2.3.Эскиз предохранителя указан на рисунке 2.2.3
Таблица 2.4- Технические характеристики предохранителя FU3.
| тип | Номинальное напряжение, А | Номинальный ток вставки,А | Iоткл кА |
| ПР2-15 |
Рисунок 2.3-Эскиз предохранителя ПР2-15
2.3 Выбор теплового реле
Тепловые реле служат для защиты приемников от токов перегрузки возникающих при: перенапряжениях в сети, при обрыве одной из фаз и других ненормальных режимах работы.
Номинальный ток теплового реле KK1 определяется из выражения:
Iнтр > Iрас, А (2.10)
где: Iнтр - номинальный ток теплового реле,
Iрас - расчетный ток нагрузки, определяется как сумма токов всех потребителей.
Определим номинальный ток нагревательного элемента
Iнтэ=(1,15-1,25)Iн , А (2.11)
где: Iнтэ= номинальный ток нагревательного элемента,
Iн = номинальный ток установки
Выбираем по каталогу ближайший по номиналу нагревательный элемент с характеристиками указанными в таблице 3.3.
Таблица 2.5- Технические характеристики теплового реле.
| Параметры | Тип реле |
| РТЛ-1021 | |
| Номинальный ток реле, А | |
| Пределы регулирования | 13…19 |
Рисунок 2.4- Тепловое реле РТЛ
2.4 Выбор магнитного пускателя
Магнитный пускатель КМ2 предназначен для управления электрическим двигателем и для коммутации других электрических нагрузок. Магнитный пускатель КМ1 должен удовлетворять условиям:
Iн Iнн. (2.14)
где: Iн – номинальный ток главных контактов
Iнн- номинальный ток нагрузки, если данный магнитный пускатель управляет несколькими нагрузками, то сумма номинальных токов всех нагрузок.
Таким образом по формуле (2.14) номинальный ток главных контактов должно быть больше номинального тока нагрузки
Iн 11,56.
По формуле (2.15) определяем соотношение номинального напряжения главных контактов к напряжению сети, т.е. номинальное напряжение главных контактов должно быть больше напряжение сети.
Uн Uc (2.15)
Uн 380
где Uн – номинальное напряжение главных контактов.
Uc- напряжение сети.
Выбираем магнитный пускатель, с характеристиками указанными в
таблице 3.4.Внешний вид ПМЛ представлен на рисунке 2.4
Рисунок 2.5- Внешний вид магнитного пускателя серии ПМЛ
Таблица 2.6-Технические характеристики магнитного пускателя.
| Серия | Величина | Номин. ток, А | Напряжение главной цепи, В | Частота цепи управления | Напряжение катушек управления | Степень защиты |
| ПМЛ-3000 | 220-660 | ~50 Гц | IP00 |
2.5 Выбор провода
Проводник соединяющий электрический приемник с РП является проводником первого уровня. В данном случае к РП подсоединен фрезерный станок. Провод выбираем по нагреву из условия:
Iдоп.пр > Iном.уст. (2.16)
27 > 22,714
где Iном. уст - номинальный ток установки, Iном. уст =22,714. А
Iдоп.пр. - допустимый ток проводника перед станком. А
Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник. Выбираем провод с резиновой изоляцией с алюминиевыми жилами сечением Fном=5 мм^2 с Iдоп.пр=27 А.Окончательно выбираем провод с с резиновой изоляцией с алюминиевыми жилами сечением Fном=5 мм^2 с Iдоп.пр=27 А, марки ПГВ(4 x 5)мм^2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Наладка и ремонт электрооборудования
Под наладкой и ремонтом электрооборудования металлорежущего станка принято понимать комплекс работ по приведению в действие всех элементов электрооборудования, обеспечивающих технологический процесс обработки в заданных режимах. При пусконаладочных работах проверяют соответствие установленного электрооборудования и выполненного монтажа проекту, выявляют и устраняют неисправности в электрической схеме электрооборудования,, настраивают и регулируют электроаппараты и привода, проверяют состояние изоляции и заземляющих устройств, параметры электронных приборов, испытывают работу электрооборудования под напряжением в различных режимах и проводят другие работы в зависимости от сложности и типа примененного на станке электрооборудования. Наладочные работы являются заключительным этапом монтажных работ и, как правило, способствуют экономичной, надежной и безаварийной работе станка в эксплуатации.
Электрические схемы управления электроприводами станков отличаются между собой сложностью, видами применяемых электроаппаратов, назначением и т. д., поэтому работа наладчика не может строиться по шаблону. Однако во всех случаях целесообразно использовать некоторые общие методы сокращающие время выявления неисправностей. Метод наблюдения является простейшим и самым необходимым в работе наладчика. Он состоит в наблюдении за действием элементов схемы и оценке правильности их действия. Даже в станках со сложной электроавтоматикой и большим количеством аппаратуры в одной операции управления приводом участвует не более 3—4 аппаратов.
Зная назначение и расположение аппаратов, по их состоянию наладчик может судить о режиме работы, направлении движении и пр. Очень часто можно установить причину неисправности или ограничить круг поисков только путем наблюдения.
Таблица 3.1-Неисправности трансформаторов.
| Элемент трансформатора | Неисправность | Причина неисправности |
| Обмотки | Витковое замыкание | Естественное старение и износ изоляции; систематические перегрузки трансформатора; динамические усилия при сквозных к.з. |
| Замыкание на корпус (пробой) межфазное к.з. | Старение изоляции; увлажнение масла и понижение его уровня. Внутренние и внешние перенапряжения; деформация обмоток вследствие прохождения больших токов при сквозных к. з. | |
| Обрыв цепи | Обгорание отводов (выводных концов) обмотки из-за низкого качества соединения или электродинамических усилий при к.з. | |
| Переключатели регулирования напряжения | Отсутствие контакта | Нарушение регулировки переключающего устройства. |
| Оплавление контактной поверхности | Термическое воздействие на контакт токов к.з. | |
| Вводы | Электрический пробой (перекрытие) на корпус | Трещины в изоляторах; понижение уровня масла в трансформаторе при одновременном загрязнении внутренней поверхности изоляторов. |
| Электрический пробой изоляции между отводами | Повреждение изоляции отводов к выводам или переключателю. |
Продолжение таблицы 3.1
| Магнитопровод | «Пожар стали» | Нарушение изоляции между отдельными листами стали или стяжными болтами; слабая прессовка стали; образование короткозамкнутого контура при повреждении изоляционных прокладок между ярмом и магнитопроводом; образование короткозамкнутого контура при выполнении заземления магнитопровода со стороны выводов обмоток ВН и НН. |
| Бак и арматура | Течь масла из сварных швов и фланцевых соединений | Нарушение сварочного шва и плотности фланцевых соединений от механических или температурных воздействий. |
| Течь масла из пробкового крана | Плохо притерта пробка крана, повреждена прокладка под его фланцем. |
.
.
.
3.3 Обслуживание и ремонт электрических машин
В зависимости от габаритных размеров, массы и характера ремонта электрической машины, а также наличия или отсутствия необходимых условий для ремонта ее ремонтируют либо на месте, либо в электроремонтном цехе, или на электроремонтном заводе.
Машины повреждаются чаще всего из-за недопустимо длительной работы без ремонта, плохо эксплуатационного обслуживания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Повреждения электрических машин бывают механические и электрические.
К механическим повреждениям относят: выплавку баббита в подшипниках скольжения; разрушение сепаратора, кольца, шарика или роликов подшипниках качения; контактных колец; ослабления крепления полюсов или сердечника статора к станине, разрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей); ослабление прессовки сердечника ротора (якоря) и др.
Электрическими повреждениями являются пробой изоляции на корпус, обрыв проводников в обмотке, замыкание между витками обмотки, нарушение контактов и разрушение соединений.
Рисунок 3.2-Станок для разборки машин средней мощности.
.
.
.
Рисунок 3.3-Обмотка статора перед разборкой.
.
.
.
3.4 Ремонт и устройство автоматических выключателей
Автоматические выключатели (автоматы), применяемые в электрических сетях, относят к защитным аппаратам многократного действия, которые могут быть: с независимым расцепителем для дистанционного управления (автоматические выключатели А – 3100); с расцепителем минимального напряжения (А – 3120); с электродвигательным приводом для включения (АМВ); селективные с часовым механизмом (АВ); с температурной компенсацией (АЕ, А – 3700).Различают ресцепители тепловые, электромагнитные и комбинированные.
В тепловых расцепителях используют биметаллические пластинки. При перегрузке в защищаемой сети один коней биметаллической пластинки изгибается, в результате чего срабатывает механизм расцепителя, отключающий автомат. Электромагнитный расцепитель имеет в каждой фазе электромагнитное реле максимального тока.
.
.
.
3.5 Разработка организационных и технических мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования.
3.5.1 Планирование работ по техническому обслуживанию (ТО) и текущему ремонту (ТР) осуществляется в виде годового, квартального и месячному графиков (указаны в таблице 3.4).
Исходными данными для составления графиков являются: периодичность проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту с учетом коэффициента сезонности и продолжительности работы электрооборудования в смену (см. [5] или приложение 1 [8]).
Нормированная периодичность ТО и ТР записывается в графы 9 и 10 табл.
3.2.1 Затем нормированная периодичность корректируется с учетом примечаний приложения 1 [8]. При этом учитывается продолжительность работы установки в течении года.
В случае сезонного использовании оборудования в течении года дополнительно учитывают необходимость проведения технического обслуживания, связанного с подготовкой к хранению и расконсервации оборудования. Трудоемкость этих работ оценивается трудоемкостью ТО соответствующего типа электрооборудования, увеличенной на 15% (коэффициент 1,15).
3.6 Трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта
3.6.1 Общие сведения
Годовые затраты труда в чел.-ч на техническое обслуживание и текущий ремонт электрооборудования являются основой для определения работ электротехнической службы и количества электромонтеров, занятых этими видами
.
.
.
ОХРАНА ТРУДА
Широкое применение в промышленности электродвигателей, нагревательных электрических приборов, систем управления, работающих в различных условиях, требует обеспечения электробезопасности, разработки мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока. Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических, и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Как известно – полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Улучшение условий труда и его безопасность приводят к снижению производственного травматизма, профессиональных заболеваний, что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит к уменьшению затрат на оплату соответствующих льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях.
В данном разделе “Охрана труда” наряду с теоретическими основами, с достаточной полнотой, рассмотрены организационные вопросы охраны труда, пожарной безопасности, электробезопасности, оздоровления воздушной cреды производственных помещений, методы и средства обеспечения безопасности технологических процессов, а также приведены требования, методы и средства, обеспечивающие безопасность труда при изготовлении проектируемого электродвигателя.
4.1 Анализ условий труда
По мере усложнения системы “Человек-техника” все более ощутимее становится экономические и социальные потери от несоответствия условий труда и техники производства возможностям человека. Анализ условий труда на механосборочном участке, где будет изготавливаться проектируемый двигатель приводит к заключению о потенциальной опасности производства. Суть опасности заключается в том, что воздействие присутствующих опасных и вредных производственных факторов на человека, приводит к травмам, заболеваниям, ухудшению самочувствия и другим последствиям. Главной задачей анализа условий труда является установление закономерностей, вызывающих ухудшение или потери работоспособности рабочего, и разработка на этой основе эффективных профилактических мероприятий.
.
.
.
4.2 Защита от шума и вибрации
Шум - это беспорядочное хаотическое сочетание волн различной частоты и интенсивности. Шум и вибрация на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека и снижая производительность пруда.
Шум возникает при механических колебаниях. Различают три формы воздействия шума на органы слуха:
а) утомление слуха;
б) шумовая травма;
в) посредственная тугоухость.
.
.
4.3 Пожарная безопасность
Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. К основным причинам пожаров, возникающих при производстве электродвигателей, можно отнести: нарушение технологического режима, неисправность электрооборудования (короткое замыкание, перегрузки), самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, несоблюдение графика планового ремонта, реконструкции установок с отклонением от технологических схем.
.
.
.
4.4 Электробезопасность
Эксплуатация большинства машин и оборудования связана с применением электрической энергии. Электрический ток проходя через организм, оказывает термическое, электролитическое, и биологическое воздействие, вызывая местные и общие электротравмы. Основными причинами воздействия тока на человека являются:
- случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям;
- появление напряжения на металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;
- шаговое напряжение в результате замыкания провода на землю.
.
.
.
4.5 Освещение производственного помещения.
Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции, безопасности труда и снижению травматизма на участке.
Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. В зависимости от источника света производственное освещение может быть двух видов естественное и искусственное.
.
.
.
4.6. Оздоровление воздушной среды.
Одно из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда – обеспечить нормальные условия и чистоту воздуха в рабочем помещении. Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий к основным из которых относятся:
1) Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадания их в рабочую зону. Это можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными.
2) Надежная герметизация оборудования, в частности термостата, где нагреваются подшипники, с поверхности которых испаряется масло.
3) Установка на проектируемом участке устройства вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной cреды.
.
.
.
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Технико-экономическое обоснование выбора типа электропривода.
Во всех отраслях народного хозяйства проявляется тенденция роста доли регулируемого электропривода, и в связи с этим становится все более актуальным вопрос о рациональных областях применения электропривода постоянного и переменного тока.
Вопрос эксплуатационной надежности. Коллекторный и щёточный аппарат в Ад, действительно, отсутствуют. Но это практически не сказывается на сравнительной надежности ДПТ и Ад в рассматриваемом случае их применения. дело в том, что при небольших частотах вращения и мощностях, ресурс и эксплуатационная надежность коллектора и щеточного аппарата не ниже, чем у подшипников электродвигателя. Поэтому отсутствие коллектора у Ад не увеличивает интервала между планово - предупредительными ремонтами и не сказывается сколь - нибудь заметным образом на эксплуатационных качествах электрооборудования станка. Что касается интенсивности отказов, то уже сегодня интенсивность отказов дПТ пренебрежимо мала в сравнении с таковой у весьма сложных полупроводниковых управляющих устройств.
Вывод: при переходе на асинхронные следящие электроприводы следует ожидать только снижение эксплуатационной надежности электрооборудования станка.
Вопрос габаритов и охлаждения. КПД асинхронного двигателя существенно ниже, чем у электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, что при одинаковых условиях охлаждения и одинаковом уровне изоляции вызывает повышение расхода активных материалов и поверхности охлаждения. Ситуация усугубляется и неравным единице коэффициентом мощности АД.
Серийные АД предназначены для работы с номинальной частотой вращения, т.е. с самовентиляцией, эти АД предельно использованы по активным материалам (сталь, изоляция), что значительно повышает вероятность их отказа; в электрооборудовании дорогих станков с ЧПУ необходимо будет применять двигатели с меньшим использованием активных материалов и, следовательно, с увеличенными габаритами (дополнительно к увеличению, вызванному утратой самовентиляции) в АД придётся встроить датчики обратных связей системы автоматического регулирования.
Вывод: результирующий выигрыш в габаритах АД из - за отсутствия у него коллектора проблематичен; во всяком случае, он не может быть таким, чтобы ощутимо сказаться на конструкции механизмов станка.
Момент инерции двигателей Наличие потерь в статоре и в роторе АД в сочетании со стремлением минимизировать его воздушный зазор (с целью повысить его КПД и коэффициент мощности) существенно затрудняют выполнение его с большим отношением длины его ротора к диаметру.
5.2 Расчетная часть
5.2.1. Рассчитаем диапазон регулирования для привода подачи.
Скорости быстрого перемещения суппорта соответствует частота вращения
винта привода подач:
n 
об/мин (5.1)
где 
- скорость быстрого перемещения суппорта (м/мин);
m-шаг винта привода подач, (м);
Максимальная частота вращения винта привода подачи:
n 
(5.2)
n 
об/мин
Диапазон регулирования рабочей скорости:
D= 
об/мин (5.3)
D 
Общий диапазон регулирования:
D= 
об/мин (5.4)
D 
5.2.2 Организация ремонта и обслуживания ЭП консольно-фрезерного станка.
Для бесперебойной работы ЭП подачи консольно-фрезерного станка требуется систематическое ТО его и обслуживание работы. На их выполнение расходуется значительные трудовые и материальные ресурсы.
Решение такой задачи требуется организация правильной эксплуатации, ТО, своевременного выполнения необходимых ремонтов, а также модернизация оборудования.
5.2.3 Виды ремонтов.
Ремонт – это комплекс работ для поддержания и восстановления исправности, или работоспособности системы электрооборудования за счет замены или восстановления изношенных, разрушенных элементов (узлов, деталей), регулировки и наладки ремонтного оборудования с доведение их параметров до пределов, обусловленных паспортом и техническими условиями. Планово-предупредительный ремонт (ППР) включает в себя работы по
ТО, текущему и капитальному ремонту.
Текущий ремонт:
• внешний осмотр электрооборудования станка, промывку спиртом контактных соединений, а также регулировку натяжения ремённых передач при необходимости.
Для двигателя 4А :
• проверка состояния и смазки подшипников (при необходимости производится их замена): осмотр, очистка и продувка сжатым воздухом статор и якорной обмотки коллектора; проверка креплений и устранение местных повреждений изоляции обмотки; подтяжка крепёжных соединений и контактов; зачистка и шлифовка коллектора; проверка и регулировка щёткодержателей; проверка работы на холостом ходу и под нагрузкой.
Все мероприятия капитального ремонта:
Для двигателя 4А: полная и частичная замена обмоток или их ремонт, правка или замена якоря двигателя, переборка коллектора (при необходимости), замена крепёжных деталей, очистка, сборка, окраска двигателя, испытание двигателя в соответствии с требованиями нормативной документации для новых двигателей.
Структура ремонтного цикла
Для разработки ППР оборудования необходимо придерживаться следующих нормативов:
• длительность ремонт цикла (отрезок времени между 2 капитальными ремонтами;
• структура ремонтного цикла; межремонтный период.
Дата ввода оборудования в эксплуатацию или дата проведения после-
дующего капитального ремонта.
1. Ремонтный цикл (РЦ)-наработка оборудования между двумя плановыми ремонтами, а для вновь вводимого наработка от ввода в эксплуатацию до 1-го планового капитального ремонта.
2. Межремонтный период (МП) - наработка от ввода в эксплуатацию до 1-го планового ремонта.
Согласно литературе определяется продолжительность межремонтного цикла и межремонтного периода:
Продолжительность межремонтного цикла и межремонтного периода с учетом поправочных коэффициентов р (коэффициент сменности) и и (коэффициент использования) определяется по формуле ()
Электродвигатель
Tпл = Tтабл·р ·и =6·1·1=6 лет (5.5)
где р =2/Ксм =2/2=1(при двухсменном режиме работы) ,
и = 1(коэффициент спроса фактический не отличается от табличного).
tпл = tтабл·р·и =8·1·1=8 месяцев
Электропривод
Tпл = Tтабл·р ·и (5.6)
Tпл =10·1·1=10 года
где р =2/Ксм =2/2=1(при двухсменном режиме работы) ,
и = 1(коэффициент спроса фактический не отличается от табличного).
tпл = tтабл·р·и =24 месяця
Структура ремонтных циклов представлена в таблице 5.1
Таблица 5.1-Структура ремонтных циклов.
| Оборудование | Структура РЦ | Продолжительность периода, мес. | |
| ТР | КР | ||
| 4А | К-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-Тр-7То-К |
График ППР на 2011 г.
График ППР на 1-й год эксплуатации электропривода подач токарно-винторезного станка представлен в таблице 5.2
Таблица 5.2-График ППР
| Наим. обор | Дата Ввода В Эксп. | Годовой график ППР | Трудоё мкость t,н/ч | Прим. | |||||||||||
| ЭП | 01.01.10 | То | То | То | То | То | То | То | Тр | То | То | То | То | 6,7 | След.ТР 01.04.11 |
Нормы трудоемкости для асинхронного двигателя мощностью 2,2 кВт будут равны :
капитального ремонта, К=6 чел/час;
текущего ремонта, Тр=2 чел/час;
текущего обслуживания, То=0,3 чел/час.
Периодичность КР ППР может быть увеличена, если при наступлении срока ремонта после полной проверки схемы характеристика преобразователя будет удовлетворять его первоначальным техническим характеристикам.
Определение численности ремонтного персонала в год.
Определим численность ремонтного персонала на год, для обслуживания и ремонта электропривода, определяется по формуле:
, где (5.7)
– реальный фонд рабочего времени, =1608,15час;
– коэффициент выполнения норм, =1,1;
– суммарная трудоемкость за год, чел·ч:
чел (5.8)
Определим, сколько подобных механизмов сможет обслуживать один ремонтник:
(шт. в год) (5.9)
5.2.4 Вывод:
Расчет численности рабочего персонала для обслуживания электропривода показал, что для ремонта 243 подобных электроприводов в течение года необходимо иметь одного работника из числа ремонтного персонала.
5.3 Экономическое обоснование целесообразности модернизации.
Технико-экономическое обоснование.
Электропривод подачи станка, находящийся в эксплуатации имеет ряд недостатков:
- не отвечает требованиям экономичности,
- не отвечает требованиям точности управления,
- не обладает требуемым уровнем надежности так как физически и морально устарел.
Проведение модернизации ЭП подачи станка приведёт к:
- увеличению производительности готовой продукции за счёт сокращении времени на переключение подачи (до модернизации: ступенчатое регулирование подачи с выключением привода для переключения; после: бесступенчатое
регулирование под нагрузкой без выключения привода) на 20%, до модернизации в среднем станок производил 2530 (Ремонтно-инструментальный цех завода автозапчастей) деталей в год, а после 3036 деталей.
- уменьшение затрат на ТО и ремонт (демонтаж механической коробки передач). Так как изменение скорости производится электрическим а не механическим способом, требующего редуктор привода подач. Редуктор имеет сложную кинематическую цепь, составлен из ненадёжных звеньев (подшипники, зубья передачи, механизмы их переключения и др.), которые требуют в значительной степени больших материальных затрат, времени и частоты проведения ТО и ремонта по сравнению с комплектным тиристорным ЭП.
Расчёт дополнительных капитальных вложений, необходимых для проведения модернизации.
Расчёт дополнительных капитальных вложений определяется по формуле
(5.10)
где Ц - стоимость приобретённого оборудования;
-транспортно-заготовительные расходы;
-расходы на демонтаж;
-расходы на монтаж;
-затраты на разработку ЭП;
-стоимость ликвидированного оборудования;
Расчёт стоимости покупных и комплектующих изделий сведён в таблицу 5.3
Таблица 5.3-Стоимость покупных и комплектных изделий.
| Вид покупных изделий | Единица измерения | Кол-во | Цена 1 ед. Руб. | Сумма |
| Двигатель 4А90L4У3 | ШТ | |||
| Двигатель 4А90L4У3 | ШТ | |||
| Двигатель 4А90L4У3 | ШТ | |||
| Двигатель 4А90L4У3 | ШТ | |||
| Автомат.ВА-51-31-1 | ШТ | |||
| Тепловое реле РТЛ-1021 | ШТ | |||
| Магнитный пускатель ПМЛ-3000 | ШТ | |||
| ИТОГО: 17088 руб. |
Транспортно-заготовительные расходы составляют примерно 15% от стоимости покупного изделия :
руб. (5.11)
На демонтажные работы требуется 16 чел*час. Демонтаж будет проводится в одну смену , тогда требуется 2 монтажника. Часовая тарифная ставка монтажника составляет 76.08 руб./час.
= 
руб. (5.12)
Монтаж будут производить тем же персоналом в течении 12 часов, тогда затраты на монтажные работы составляют:
руб.
Расчёт заработных плат специалистов осуществляющих проектирование электропривода представлен в таблице 5.3.2
Определим ликвидационную стоимость.
Ликвидационная стоимость считается по стоимости лома так как срок службы коробки подач и двигателя истёк.
(5.13)
= 
руб.
где m-масса лома коробки подач и двигателя(m=200 кг), кг;
- цена 1кг стали , ( =6,5 руб/кг)
-цена 1кг меди (, =200 руб/кг),
Таблица 5.4-Затраты на проектирование
| Специалист | Разряд | Трудоёмкость разраб. Н/час | Часовая тарифная ставка, руб/час | Заработная плата, руб. |
| Руководитель проекта | ||||
| Инженер-конструктор | ||||
| ИТОГО: 31400 |
Дополнительные капитальные вложения составят
=17088+2563,2+1217,28+1825,92+31400-1520=55614,4 руб.
Расчёт эксплуатационных затрат.
Эксплуатационные затраты рассчитываются по формуле
С 
(5.14)
где: 
- затраты на электроэнергию,
- затраты на ТО и ремонт,
- амортизационные отчисления.
Эксплуатационные затраты до модернизации
Капитальный ремонт привода подач (коробка подач, коробка передач) включает в себя• очистить от пыли и грязи; провести демонтажные работы; замена, регулировка и смазка подшипников; замена (износившихся) и регулировка зазоров зацепления в зубчатых передачах коробки передачи и подачи; производство монтажных работ.
Затраты на ремонт:
, (5.15)
где 
-тарифная ставка ремонтного рабочего 4 разряда, руб/час
76.08 руб/ч.
-трудоёмкость ремонта работ, час ( =157 час)
– материальные затраты на проведение ремонта, 30375 руб.
, (5.16)
где: Ссоп – запасные части для ящиков сопротивлений, 4130руб;
Сконт – затраты на контактную аппаратуру, 6500руб;
Смас – затраты на покупку масла, 1045руб;
Спод – затраты на покупку подшипников, 8400руб;
Сред – замена изношенных узлов редуктора, 9800руб;
Снепр – непредвиденные расходы, 500руб.
руб
Расчет затрат на электроэнергию.
, (5.17)
где: 
– время работы двигателя , 
-мощность двигателя, кВт ( 
);
Рэп=Рдв/n=2.5/0.80=3,125 кВт
Сээ = 2,340 – стоимость 1 кВт/ч при однотарифной ставке.
руб.
Эксплуатационные затраты после модернизации
(5.18)
Для нового электродвигателя (Р=2.2/0,80=2.75 кВт) потребление ЭЭ составит:
(5.19)
где 
-действительный годовой фонд рабочего времени, час ( =1608,15 ч)
руб. (5.20)
где: 
-срок эксплуатации.
руб. (5.21)
руб
где: 
час-трудоёмкость работ при проведении То и Тр
руб. – стоимость материала применяемого при смазке (технический вазелин)
=10348,44+2147,7+948,87=13445,34руб.
Определение годового экономического эффекта от проведения модернизации.
Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле
Эг=З1-З2 (5.22)
-приведённые затраты до и после модернизации;
(5.23)
-эксплуатационные затраты до и после модернизации;
=0.15-коэффициент экономической эффективности капитальных вложений;
Преобразуя данную формулу получим следующее выражение:
(5.24)
Эг =(54079,15– 13445,34) - 0.15·55614,4= 32321,65 руб.
Срок окупаемости определяется по формуле:
(5.25)
года.
Таким образом, проведённые расчёты показывают экономическую целесообразность модернизации привода подач металлорежущего станка так как срок окупаемости 1,72 года и годовой экономический эффект составляет 32321,65 руб. Сравнительный график эксплуатационных затрат представлен на рисунке 5.1
Рисунок 5.1-График эксплуатационных затрат.
5.2.5 Вывод
По итогам проведения экономических расчетов и по получившемуся графику (5.1) можно сделать сравнительный анализ затрат на обслуживание станка до модернизации и после. По графику можно судить о том что затраты на обслуживание данного станка намного уменьшились после проведения модернизации и соответственно вырос процент амортизации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе предоставляется описание конструкции консольно-фрезерного станка 6Р82Ш, работы электрической схемы. Предоставлена схема соединения и схема подключения электрооборудования станка, внешний вид станка с расположением электрооборудования. Произведена замена старого электрооборудования на более новое. Приведена методика расчета для выбора мощности двигателя, автоматического выключателя, предохранителя, теплового реле, пускателя. Представлены разделы технологии ремонта оборудования, техники безопасности для обслуживающего персонала.