СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 1ОБЩАЯ ЧАСТЬ 7 1.1 Описание конструкции 7 1.2Назначение и конструкция контроллеров управления 10 1.3 Организация технического обслуживания и ремонта электрооборудования 16 1.4 Испытания асинхронных двигателей после ремонта 20 2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 23 2.1 Расчет и выбор электродвигателя 23 2.2 Механическая характеристика двигателя 24 2.3 Выбор оборудование управления 34 2.4 Расчет амортизационных отчислений электрооборудования цеха 39 2.5 Текущий ремонт и содержание электрооборудования 43 3 ОХРАНА ТРУДА 44 3.1 Энергосбережение 44 3.2 Организационные и технические мероприятия при производстве ремонтных работ 49 3.3 Производственная санитария 52 3.4 Охрана окружающей среды 57 Заключение 59 Библиография 60 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Дата Разраб. Терешкин Руководитель Хромова Реценз. Брюшина Н. Контр. Брюшина ПЦК Голосова Лит. Лист Листов Модернизация работы электрооборудования механизма подъема 3 мостового крана с целью повышения производительности труда в условия АО НТГМК имени Е.А и М.Е Черепановых «ЕВРАЗ МАРКЕТ» ВВЕДЕНИЕ В основных направлениях экономического и социального развития России, перед металлургами поставлена задача, поднять технический уровень отрасли, повысить качество продукции. Для этого необходимо обновлять устаревшие основные фонды, внедрять прогрессивные технологии и оборудование, совершенствовать структуру производства. Следует наращивать выпуск машин и агрегатов, обеспечивающих коренное техническое перевооружение базовых отраслей тяжелой индустрии, перейти от производства отдельных машин, в основном, к созданию технологических линий и комплексов с высокой степенью автоматизации, существенно увеличить выпуск металлургического оборудования. Решение поставленных задач неразрывно связано с ускорением научнотехнического прогресса в металлургии и металлургическом машиностроении, с созданием экономичных высокопроизводительных машин и агрегатов высокой надежности и долговечности, увеличением производства средств механизации и автоматизации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ в целях значительного сокращения сферы применения ручного, малоквалифицированного и тяжелого физического труда. Потребность в грузоподъемном оборудовании продолжает расти. Это объясняется тем, что большую долю механизации различных производственных процессов составляют подъемно-транспортные машины. Мостовые краны являются основным грузоподъёмным оборудованием производственных цехов. В качестве грузозахватного органа кранов служат: крюки, грейферы, электромагниты (мостовые краны общего назначения), захваты и другие специальные устройства (специальные мостовые краны предназначенные для обслуживании металлургических цехов, представляют группу металлургических кранов (мульдомагнитные, мульдозавалочные, литейные, краны для раздевания слитков, колодцевые, ковочные, закалочные, с лапами и др.) ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 4 На мосту крана могут располагаться одна или две грузовые тележки на одном или двух путях. В случае ограничения габарита крана по высоте грузовая тележка перемещается внутри моста. Для подачи груза за пределы пролета крана применяют тележки с поворотной стрелой или консольной фермой. Мосты кранов с грузовой тележкой выполняют двух балочными (листовой и ферменной конструкции) или однобалочными, а с талью ручной или электрической - однобалочными (кран-балки). Краны находят применение на всех участках прокатных цехов: на складе слитков и заготовок, в пролете нагревательных колодцев, в печном пролете, становом пролете, в машинном зале, на адъюстаже, на складе готовой продукции. Актуальность дипломного проекта заключается в том, что мостовые краны применяют для выполнения работ при монтаже и ремонте оборудования, при перевалках валков прокатных станов, Не складах слитков и заготовок, на складах готовой продукции, в машинных залах, а также в качестве уборочных кранов. Специальные краны предназначаются для обслуживания технологического процесса прокатки. К ним относятся колодцевые (клещевые), напольнокрышечные краны, краны с лапами и др. Основное внимание уделяется задаче регулирования координат (скорости и положения). Применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода в механизмах подъемно-транспортного оборудования является эффективным методом повышения технологичности производства. Использование таких приводов позволяет:значительно снизить энергопотребление крана; осуществить разгон и торможение двигателя плавно; повысить комфортные показатели при движении оборудования благодаря крана и долговечность механического плавности переходных процессов; защитить двигатель от перегрузок по току, перегрева, утечек на землю и от обрывов в цепях питания двигателей; снизить эксплуатационные расходы на ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 5 капитальный ремонт оборудования за счет значительного снижения динамических нагрузок в элементах кинематической цепи. Режим работы оказывает влияние на стойкость деталей и механизмов, поэтому краны, работающие в тяжелых и весьма тяжелых режимах, требуют большего ухода и надзора за их состоянием и более частого ремонта. Цель дипломного проекта произвести модернизация электропривода Задачи работы: Необходимо выбрать асинхронный двигатель. Разработать схему автоматики. Предмет исследования - электропривод мостового крана Объект исследования – мостовой кран ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 6 1ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Описание конструкции Мостовой кран представляет собой неподвижное пролетное строение (мост), по которому перемещается самоходная крановая тележка, несущая подъемный механизм. Кран предназначен для подъема и перемещения грузов в открытых и закрытых производственных помещениях. Электромостовые краны передвигаются по рельсам, уложенным на подкрановых балках, приводами служат электрические двигатели, питающиеся электроэнергией через специальные устройства, называемые троллеями. Последние крепят к подкрановым балкам [2]. Мостовые электрические краны подразделяют на краны общего и специального назначения (металлургические). Первые имеют по одному или два грузовых крюка, один из которых называют главным, а другой вспомогательным. Металлургические краны снабжены специальными устройствами для выполнения определенных технологических операций. С помощью различных мостовых кранов осуществляют технологический процесс прокатки металла. Мостовые краны используют также и для вспомогательных работ, связанных с монтажом, ремонтом и обслуживанием эксплуатируемого прокатного оборудования. Основные показатели, характеризующие мостовые краны: грузоподъемность, величина пролета, скорость рабочих движений, высота подъема груза и режим работы. Грузоподъемность крана - это масса наибольшего груза, на подъем которого рассчитан кран. К рабочим движениям мостовых кранов относят подъем груза, передвижение тележки и моста. Скорость подъема груза может меняться в широких пределах и обычно не превышает 60 м/мин; скорость передвижения тележки 10 -50 м/мин; скорость передвижения моста у современных кранов 40 - 150 м/мин. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 7 В зависимости от условий эксплуатации Госгортехнадзором установлены следующие режимы работы грузоподъемных машин: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ). Основным фактором, определяющим тот или иной режим работы механизма, считают относительную продолжительность включения (ПВ, %), которая выражается как отношение времени работы механизма в течение цикла к продолжительности этого цикла (сумма машинного времени и времени пауз). Относительная продолжительность включения для соответствующих режимов работ составляет от 15 до 80 %. Рис. 1.1.1- Мостовой электрический кран Мостовой электрический кран состоит из моста 8, передвигающегося в пределах цеха по подкрановым путям при помощи специальных механизмов; крановой тележки 5, снабженной механизмами передвижения и подъема груза, и кабины 9 крановщика с электрооборудованием, органами управления кранов и звонком для предупреждения о движении крана. Для передвижения моста ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 8 служит быстроходная трансмиссия 6. Рабочие 1 и холостые ходовые колеса размещены в отъемных буксах, закрепленных в торцовых балках 2 моста. Площадка 7 трансмиссии расположена на противоположной стороне площадки троллей, питающих тележку. Обе площадки имеют ограждения 4 в виде перил. Мост крана снабжен упорными буферами 3, смягчающими толчки при наездах на препятствия. Рис. 1.1.2- Тележка мостового крана: а - общий вид; б - механизм передвижения Общий вид тележки мостового электрического крана приведен на рис. 1.2, а. Тележка состоит из жесткой сварной рамы, на которой смонтированы механизмы подъема и передвижения. Электродвигатель 2 соединен зубчатой ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 9 муфтой с двухступенчатым горизонтальным редуктором 1, приводящим в движение барабан 3 с правой и левой нарезками. Электродвигатель 5 через двухступенчатый вертикальный редуктор 4 приводит во вращение ось 6 тележки с ходовыми двухребордными колесами 7. Оси ходовых колес опираются на подшипники, установленные в разъемных буксах 8, прикрепленных к раме 9. Механизм передвижения тележки (рис. 1.1.2, б) состоит из электродвигателя редуктора 5 и ходовых колес 7, соединенных зубчатыми муфтами и валами. Число ходовых колес, на которые опирается тележка, зависит от грузоподъемности крана и равно четырем или восьми. Восемь ходовых колес устанавливают на тележках кранов, грузоподъемность которых более 125 т. Число механизмов подъема зависит от грузоподъемности крана, при грузоподъемности более 20 т обычно бывает два механизма подъема, один из которых называют главным, а другой - вспомогательным. Механизмы подъема кранов работают следующим образом: от электродвигателя вращение через редуктор передается на барабан; две нити троса, свешивающиеся с барабана, огибая подвижные ролики крюковой подвески и неподвижные ролики, закрепленные на раме тележки, образуют подъемный полиспаст. 1.2 Назначение и конструкция контроллеров управления Контроллером называется многопозиционный аппарат, предназначенный для управления электрическими машинами путем коммутации резисторов и обмоток машин; он производит все переключения в цепи электродвигателя, необходимые для пуска, торможения и регулирования его частоты вращения. По конструктивному исполнению контроллеры делятся на барабанные и кулачковые, по роду тока — на контроллеры постоянного и переменного тока. Барабанный контроллер осуществляет основные переключения для управления электродвигателем при помощи вращающегося барабана, замыкающего расположенные по его образующей контакты (пальцы). ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 10 Корпус контроллера состоит из чугунных основания и крышки, связанных между собой двумя планками, к которым привернута спинка из листовой стали. Спереди и с боков в целях безопасности контроллер прикрывают кожухом из листовой стали. При снятии кожуха вся внутренняя часть контроллера становится легкодоступной для монтажа, осмотра, чистки, регулировки и смены износившихся деталей (рис. 2.1.1). Рис.2.1.1- Барабанный контроллер 1 – медные сухарики; 2 – неподвижные контакты; 3 – стальная рейка; 4 – зажимы; 5 – маховик; 6 – вал; 7 – кулачковые шайбы; 8 – медные пластины Клеммы электродвигателя, сопротивлений и других аппаратов, входящих в комплект электропривода, присоединяются к неподвижным контактам (пальцам). Палец (рис. 2.1.1) представляет собой металлическую пластину, латунную для контроллеров постоянного тока и стальную для контроллеров переменного тока, на конце которой привернут медный контакт (сухарь). Палец сидит на пальце-держателе, закрепленном, в свою очередь, на неподвижной изолированной рейке. Провода присоединяются к контактным винтам на пальцедержате-с пальцами посредством лях, последние же соединяются гибкого соединения. Давление пальца на барабан осуществляется специальной пружиной; западание, т. е. разность уровней между сегментом и сухарем, регулируется винтом. Неподвижные контакты, или пальцы, замыкаются между собой в определенной последовательности посредством барабана контроллера в соответствии со схемой данного контроллера. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 12 Барабан представляет собой шестигранный стальной вал, вращающийся в подшипниках, закрепленных в дне и крышке корпуса контроллера. Часть вала, расположенная между верхним и нижним подшипниками, опрессо-вана изоляцией, и на ней закреплены чугунные сегменто-держатели. Форма их определяется схемой замыканий контроллера. По образующей сегментодержателей закреплены контактные части — медные сегменты. На наружном конце вала, выходящем через верхнюю крышку, помещены маховичок или рукоятка, посредством которых осуществляется вращение барабана контроллера. Рис. 2.1.2- Палец барабанного контроллера 1 — положение сегмента при включении; 2 — сухарь; 3 — регулировочный винт; 4 — регулировочная гайка; 5 — пружина; 6 — зажим На валу, под верхней крышкой, укреплен храповик, который посредством собачки фиксирует положение барабана контроллера. На циферблате, находящемся на крышке контроллера, эти положения обозначаются цифрами и надписями: «Подъем», «Спуск», «Вперед», «Назад» и т. д. Барабан обычно имеет пять-шесть положений в обе стороны от нулевого положения. Контроллер крепят к полу или стенке. Провода подводятся через специальное отверстие в дне контроллера или через его спинку. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 13 Барабанным контроллерам как постоянного, так и переменного тока в зависимости от их габаритных размеров присваивают следующие величины: вторая, третья, четвертая. В обозначении типа контроллера первая цифра означает его величину, например КТ-2000 — контроллер второй величины, КПС-3020 — контроллер третьей величины; остальными буквами и цифрами указаны род тока и исполнение по схеме главного тока и тока управления. Рис.2.1.3- Фиксирующий механизм контроллера 1 — пружина; 2 — звездочка; 3 — ролик Барабанные контроллеры можно использовать при нагрузке, равной их номинальной мощности, и частоте включений не свыше 120 в час. При частоте включений 120—240 в час допустимая нагрузка не должна превышать 80 % номинальной мощности контроллера. При большей частоте включений барабанные контроллеры эксплуатировать нельзя [3]. Барабанные контроллеры типа КП (постоянного тока) служат для управления электродвигателями механизмов горизонтального передвижения, для механизмов подъема используют контроллеры типа КПС. Контроллеры типа КТ (крановые трехфазные) применяют для управления электродвигателями с фазным ротором. Электрическая схема контроллеров ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 14 типа КТК схожа с контроллерами типа КТ за исключением того, что цепь статора двигателя переключается двумя магнитными контакторами, а не пальцами и сегментами контроллера. Контроллеры постоянного тока снабжены искрогасительной катушкой, расположенной вдоль всех пальцев и осуществляющей магнитное гашение. Рис. 2.1.4- Барабанный контроллер 1 — кабельный наконечник; 2 — сегмент; 3 — сухарь; 4 — палец контроллера; б — пружина Во избежание переброса дуги пальцы отделены друг от друга перегородками из искроупорного материала. Сегментодержатели в наиболее опасных местах изолированы искроупорными накладками. Контроллеры переменного тока реверсирующие не статор, имеют искрогасительной снабжены катушки, искрогасительными но пальцы, перегородками. Сегменты и сухари барабанных контроллеров делают съемными, и при значительном износе их легко заменить. Барабанные контроллеры можно применять только для нормального режима работы, характеризующегося частотой включений не более 240 в час. В ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 15 таком режиме работают, например, различные маломощные краны, краны складских помещений, краны сборочных и механических цехов небольших машиностроительных заводов. 1.3 Организация технического обслуживания и ремонта электрооборудования Техническое обслуживание кранов является одним из основных профилактических мероприятий, обеспечивающих исправную и безопасную их работу. Планово-предупредительный ремонт машины устраняет элементы случайности и позволяет вести ремонт согласно плану. Характерным для системы ППР является то, что машина через определенный срок выводится в ремонт, при котором нормируются не сроки службы отдельных деталей, а величина допустимого их износа. Система технического обслуживания состоит из ежедневного обслуживания, которое проводит крановщик, плановых осмотров, малого и капитального ремонтов, выполняемых специальными бригадами. При уходе за электрооборудованием крановая бригада с участием электромонтера проводит контрольный осмотр электрооборудования и выполняет мелкий крепежный ремонт оборудования, устраняет неисправности, меняет изношенные контакты, пружины, щетки и проверяет их раствор и нажатие. Кроме того, при осмотрах регулируют токоприемные устройства и проверяют предохранители, заземляющие устройства, смазку в подшипниках, силовую цепь и ее сопротивление, защиту троллей, магнитные пускатели, тормозные электромагниты, контакторы, прочность пайки и т. д. Сроки осмотров и ремонтов устанавливаются по графику. К неисправностям двигателей относятся шум и местный нагрев подшипников, биение или смещение вращающихся частей, чрезмерное искрение щеток и т. д. При нагреве подшипников необходимо проверить состояние смазки и, если надо, заменить ее. Для осмотра подшипников и замены смазки разбирают двигатель. При этом выполняют следующие работы: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 16 очищают корпус двигателя от грязи и пыли; снимают крышку с вводной коробки обмотки статора; отсоединяют подводящие концы статорной обмотки; снимают муфту, соединяющую двигатель с редуктором, кожух вентилятора и вентилятор; в двигателях с фазным ротором поднимают щеткодержатели и закрепляют их; отвинчивают болты подшипниковых щитов; ввинчивают эти болты в отверстия во фланцах подшипниковых щитов и отжимают ими щиты до выхода посадочной поверхности из станины. Эту операцию производят осторожно, так как при извлечении щита сердечник ротора ляжет на обмотки статора; снимают подшипниковые щиты вместе с ротором с наружными подшипниковыми крышками; снимают подшипниковые крышки со щитов; вынимают ротор из статора. После разборки двигателя из снятых крышек и подшипниковых щитов удаляют старую смазку, полости крышек и лабиринтовые канавки промывают бензином или керосином. Ротор при этом следует держать в наклонном положении, чтобы бензин или керосин не попали на изоляцию обмоток. Если подшипники имеют трещины или выбоины на кольцах, валиках пли шариках или чрезмерный износ, то их заменяют. Износ подшипников двигателя определяется щупом, пропускаемым между шариками и обоймой. При замене негодной изоляции лабиринтовое кольцо, подшипник и упорную втулку снимают струбциной. Шейку вала зачищают наждачной бумагой и протирают чистой тряпкой. Сушку двигателя можно производить, нагревая его током. Этот способ заключается в следующем. Ротор двигателя затормаживают и закорачивают обмотку ротора на кольцах специальной перемычкой. Статор включают в сеть трехфазного тока с пониженным напряжением. В этом случае необходимо ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 17 следить за температурой бандажей ротора. При наличии соответствующего напряжения ток может быть подведен к заторможенному ротору, а статор закорочен через амперметр. Если имеются два двигателя одинаковой мощности, то один из них может являться источником тока. Корпус двигателя при этом должен быть надежно заземлен. Температуру обмоток ротора и статора поддерживают на уровне 70°С. Выход из строя обмоток двигателей и электрических аппаратов чаще всего происходит из-за повреждения их изоляции. Замыкание обмотки на корпус определяют мегомметром. В фазном роторе мегомметр подключают к каждому из колец и валу. В практике встречаются случаи обрыва или плохого соединения обмоток. При обрыве обмотки двигатель или трехфазный электромагнит работает ненормально, гудит, перегревается. Установлено, что 50% двигателей выходит из строя вследствие работы на двух фазах. Основной мерой предохранения от работы на двух фазах является исправная работа автоматической защиты. Прежде чем приступить к отысканию обрыва в катушках двигателя или аппарата, необходимо проверить питающую сеть. Обрыв фазы обмотки двигателя обнаруживают мегомметром или контрольной лампой. Место обрыва устраняют пайкой твердым припоем и изолируют. При обрыве обмотки в пазу необходимо заменить секцию или катушку. Тормозные электромагниты. При осмотре тормозные электромагниты очищают от пыли и грязи. Проверяют крепление корпуса, катушек и ярма, регулируют ход якоря, который должен втягиваться быстро, без ударов, и во включенном состоянии плотно прилегать к ярму катушки. Неплотное прилегание якоря может происходить как при недостаточном его ходе, так и при перекосах в тормозных рычагах. Регулирование хода электромагнита производят за счет перестановки скалки якоря на новую позицию. Перекосы электромагнита устраняют регулировкой болтов, крепящих ярмо. В ряде случаев электромагниты бездействуют вследствие падения напряжения в электрической сети. Нормальная работа электромагнитов обеспечивается при ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 18 напряжении не менее 85% номинального. Наиболее частым дефектом в электромагнитах является выход из строя катушек вследствие чрезмерного перегрева или повреждения изоляции. Нормально работающий контактор издает легкий ровный гул. Если гул повышается или сопровождается дребезжанием, значит контактор неисправен. Для устранения неисправностей контактора проверяют состояние катушки и работу механической части (при замыкании витков катушку заменяют новой). Проверяют, нет ли перекоса магнитной системы контактора. Перекос может произойти вследствие износа или сдвига листов ярма и якоря, а также от изменения положения якоря и ярма. Чтобы обнаружить перекос между якорем и ярмом, прокладывают лист копировальной бумаги и несколько раз замыкают контактор. По отпечаткам на отшлифованной поверхности якоря определяют, есть перекос или нет. Необходимо следить за состоянием короткозамкнутого витка. Вышедший из строя виток должен быть заменен новым. Проверяя механическую часть, необходимо обследовать надежность крепления аппарата к щиту, - вал контактора должен легко проворачиваться на подшипниках. Постоянный уход за сопротивлениями предохраняет их от быстрого износа и выхода из строя. Признаком неисправности пускового сопротивления является возрастание пускового тока якоря, а следовательно, увеличение искрения контактов контроллера и сильный нагрев элементов. Неисправное сопротивление разбирают, обдувают сжатым воздухом, ослабшие элементы подтягивают. Замкнутые накоротко элементы должны быть выправлены путем установки между ними слюды или асбестовых прокладок. В ряде случаев при больших перекосах пластин устанавливают стальные оцинкованные компенсирующие шайбы. Если константановая проволока имеет местный обрыв при удовлетворительном состоянии в других частях сопротивления, неисправность устраняют пайкой проводника в месте разрыва. Сопротивление не должно нагреваться ни в одной точке до температуры более 300° С для фехраля и константана. Низкая температура нагрева сопротивлений указывает ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 19 на излишнее количество элементов. Необходимо привести сопротивление в соответствие с типом двигателя. Регулировка максимально-токовой защиты. Двигатели с фазным ротором защищаются максимальным реле типа РЭО-401, а двигатели с короткозамкнутым - предохранителями и тепловыми реле. Надежная и безопасная работа крана обеспечивается правильно отрегулированной и исправной максимальной защитой. При осмотрах и ремонтах крана следует тщательно проверять исправность максимально-токового реле. Реле срабатывания при токе не выше 225% номинального нагрузочного тока и примерно на 25% выше максимального. 1.4 Испытания асинхронных двигателей после ремонта Испытания и проверку собранной после ремонта машины проводят в следующей последовательности: проверка сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними; проверка правильности маркировки сопротивления обмоток трансформации асинхронных постоянному выводных току; электродвигателей концов; проверка с измерение коэффициента фазным ротором; проведение опыта холостого хода; испытание на повышенную частоту вращения; испытание межвитковой изоляции; испытание электрической прочности изоляции. В зависимости от характера и объема проведенного ремонта иногда выполняют лишь часть перечисленных испытаний. Если испытания проводят до ремонта с целью выявления дефекта, достаточно провести часть программы испытаний. Основные показатели качества проведенного ремонта, определяющие надежность работы отремонтированной электрической машины, - сопротивление ее изоляции и способность воспринимать номинальную нагрузку. Поэтому при должном соблюдении технологии выполнения ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 20 ремонтных операций в ремонтной практике в ряде случаев ограничиваются только испытаниями изоляции и послеремонтной проверкой нагрузочной способности электрической машины. Сопротивление изоляции испытывают мегаомметром, а нагрузочную способность - электромагнитным тормозом. Испытания изоляции электрических машин напряжением до 1000 В выполняют мегаомметром на 1000 В. В процессе изготовления обмоток ремонтируемых машин при каждом переходе от одной технологической операции к другой необходимые испытания проводят мегаомметром. По мере выполнения операций изготовления обмотки и движения к завершающей стадии испытательные напряжения снижают, приближая к наименьшим допустимым, предусмотренным действующими нормами. Это объясняется тем, что после выполнения очередных технологических операций сопротивление изоляции элементов обмотки может снижаться, и если на последующих стадиях ремонта не снижать испытательные напряжения, то возможен пробой изоляции в такой момент готовности обмотки, когда для устранения дефекта потребуется переделка всей ранее проделанной работы. Испытательные напряжения должны быть такими, чтобы в процессе испытаний выявлялись дефектные участки, но в то же время не повреждалась исправная часть изоляции. В перечень испытаний входит измерение сопротивления изоляции обмоток до и после пропитки и сушки. Кроме того, испытывают электрическую прочность изоляции обмоток приложением высокого напряжения. Сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 660 В, измеренное мегаомметром на 1000 В после пропитки и сушки, должно быть не ниже: после полной перемотки обмоток - 3 МОм у статора, 2 МОм у ротора; после частичной перемотки обмоток - 1 МОм у статора, 0,5 МОм у ротора. Указанные сопротивления изоляции обмоток не нормированы, а рекомендуются исходя из практики ремонта и эксплуатации отремонтированных электрических машин. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 21 2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Расчет и выбор электродвигателя Статическая мощность, развиваемая в механизме: кВт (2.1.1) Выбираем двигатель с короткозамкнутым ротором марки MTKF412-6, основные технические характеристики, которого показаны в таблице 3.1.1. Таблица 3.1.1– Основные технические характеристики асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки MTKF412 – 6 f, Гц Pн,кВт КПД,% cosΨ n0,об/мин nном,об/мин I1,А при 380 В Ммакс, Н·м Мп, Н·м Iп,А при 380 В Jр,кг·м2 Число пар полюсов,p Степень защиты Sн,% 50 30 83,5 0,78 1000 935 70 212 932 380 0,638 3 IP54 2,8 6,5 Радиус барабана: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 23 D 340 R = б= = 170 мм Б 2 2 (2.1.2) Определяем передаточное число редуктора ip Требуемое передаточное число редуктора: (2.1.3) где nб– частота вращения барабана, (2.1.4) Передаваемая редуктором мощность кВт (2.1.5) Из стандартного ряда передаточных чисел выбираем ближайшее большее, т.е. iр = 50,94. 2.2 Механическая характеристика двигателя .3 Расчёт передаточных функций электропривода Угловая скорость вращения поля статора: 0 = 2 f 2 3,14 50 = = 104.7; pп 3 (2.2.1) Номинальная скорость вращения двигателя: ном = n н 935 3,14 = = 97,913; 30 30 (2.2.2) Номинальный вращающий момент: (2.2.3) Мн=Рн/ωн=6500/97.913=66.4 Н хм Перегрузочная способность двигателя: (2.2.4) λ=Ммах/Мн=212/66.4=3.202 Критическое скольжение: Sкр = Sн ( + 2 1) = 0,065(3, 202 + 3, 202 2 1) = 0, 406 ; (2.2.5) Номинальное скольжение: Sн = n 0 n н 1000 935 = = 0,065; n0 1000 (2.2.6) Суммарный момент инерции приведенный к валу двигателя: Vгр2 0,22 J = 1, 2 J дв m гр 2 = 1.2 0,638 12000 = 0,809. 0 104,7 2 (2.2.7) 1,2 - коэффициент, учитывающий моменты инерции соединенных муфт и редуктора. Структурная схема управления приводом внутреннего контура скорости, показан на рисунке 2.2.1 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист Изм. Лист № докум. № докум. Подпись Подпись 25 24 Рисунок 2.2.1– Структурная схема управления приводом внутреннего контура скорости Внутренняя обратная связь (ОС) по скорости может также как и внутренняя ОС по ЭДС в двигателе постоянного тока (ДПТ) «испортить» переходной процесс, аналогично, как и в ДПТ для устранения этого явления введём положительную ОС по скорости со своим регулятором, который будет называться регулятором момента. Определим передаточную функцию регулятора момента: Где: рп 3 Wрм = K рм = = = 0,995; (2.2.8) 2π k дс k уч 2 3,14 0,048 10 коэффициент передачи датчика скорости: k дс = 10 10 = = 0,048; 2ω 2 104,72 0ном (2.2.9) коэффициент управления частотой: k уч = f 100 = = 10; U уч 10 (2.2.10) При введении положительной обратной связи появляется коэффициент: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 26 kм = 2π β k уч pп = 2 3,14 46,191 10 = 967,429; 3 (2.2.11) Где β- модуль жёсткости линеаризованной механической характеристики: β= 2М кр ω 0ном.эл Sкр / p п = 2 981 = 46,191 ; 314 0,3 / 3 (2.2.12) После чего структурная схема управления приводом примет вид, который показан на рисунке 2.2.2 Рисунок 2.2.2 – Сокращенная структурная схема управления электроприводом Передаточная функция разомкнутого контура скорости будет иметь вид: kм 1 1 Wраз = Wрс k дс = ; Т э p +1 βTм p 2Tp(Tp +1) (2.2.13) Примем Т = Т э отсюда, передаточная функция разомкнутого контура скорости будет иметь вид: Wрс k м k дс 1 Wраз = = ; (Tэ p +1)βTм p 2Tэ p(Tэ p 1) (2.2.14) ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 27 Передаточная функция регулятора скорости будет иметь вид: βТ м 46,191 0,017 Wрс (p) = = = 1,106; 2Т э k м k дс 2 0,0078 967, 429 0,048 (2.2.15) Где TМ электромеханическая постоянная времени J 0,802 Tм = = = 0,017с , и TЭ электромагнитная постоянная времени β 46,191 Tэ = ω 1 sкр = 1 = 0,0078с 314 0, 406 (2.2.16) 0ном.эл Получаем переходной процесс в контуре скорости, показан рисунок 2.2.3 Ωдв, рад/с t,c Рисунок 2.2.3– Характеристика переходного процесса в контуре скорости Настройка внешнего контура положения Для начала вычислим передаточные функции элементов контура: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 28 k 2 R б 2 3.14 0,17 0,0033; 2 i 2 3,14 50,94 (2.2.17) Значение датчика положения: kДП=10/15=0,667 Рисунок 2.2.4 – Структурная схема контура положения Настройка внешнего контура положения на технический оптимум Передаточная функция разомкнутого контура положения будет иметь вид: 1 1 Wраз.п = Wрп Wзам.с k k дп = = ; 2T'p(T'p +1) 4Tэp(2Tэp +1) Передаточная функция замкнутого контура скорости: 1 / k дc 1 / k дc Wзам.с = ; 2 2 2T p +1 2Tэ p 2Tэ p +1 э (2.2.18) Отсюда,передаточная функция регулятора положения будет иметь вид: k дc 0,048 Wрп = = = 695.652; 4Tэ k дп k 4 0,0078 0,667 0,0033 (2.2.19) Построим переходной процесс контура положения по управляющему воздействию (Uзп=10 В, Мс=0), показанна рисунке 2.2.5. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 29 L,м t,c Рисунок 2.2.5– Характеристика переходного процесса в контуре положения при ностройке на ОМ по управляющему воздействию По характеристике переходного процесса определяются перерегулирование и ПВДУЗ: σ= h мах - h уст h уст = 16.1667 -14.9876 7.5% 14.9876 Где hmax=16.1667 м, ωуст=14.9876 м, ПВДУЗ=0.0595 с Проверка: ПВДУЗ 0.0595 = = 7.63 7.6 Т 0.0078 Перерегулирование и ПВДУЗ соответствуют настройке на оптимум по модулю. Для определения установившейся ошибки по положению необходимо построить переходной процесс контура положения по управляющему воздействию (Uзп=0В, Мс=153,197Нм),показан на рисунке 2.2.6. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 30 L,м t,c Рисунок 2.2.6 – Характеристика переходного процесса в контуре положения при ностройке на ОМ по моменту сопротивления Настройка внешнего контура положения на симметричный оптимум Передаточная функция разомкнутого контура положения будет иметь вид: Wраз.п = Wрп Wзам.с k k дп = 8Tэ p +1 4T'p +1 = ; (2.2.20) 2 2 2 2 8T' p (T'p +1) 32Tэ p (2Tэp +1) Передаточная функция замкнутого контура скорости: Wзам.с = 1 / k дc 1 / k дc ; 2 2 2T p +1 2Tэ p 2Tэ p +1 э (2.2.21) Отсюда,передаточная функция регулятора положения будет иметь вид: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 31 k (8T p 1) 0,048 (8 0,0078p 1) 0,003p+0,048 Wрп = дc э = = ; 0,0000052 p 32Tэ2k дп kp 32 0,00782 0,667 0,0033p (2.2.22) t,c Рисунок 2.2.7– Характеристика переходного процесса в контуре положения по управляющему воздействию По характеристике переходного процесса рисунок 2.2.7 определяются перерегулирование и ПВДУЗ: σ= h мах - h уст h уст = 22.8553 -14.7715 54.726% (2.2.23) 14.7715 Где Lmax=22,8553 м, Lуст=14,7715 м, ПВДУЗ=0,0465 с Проверка: ПВДУЗ 0,0465 = = 5,96 Т 0,0078 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 32 Для определения установившейся ошибки по положению необходимо построить переходной процесс контура положения по управляющему воздействию (Uзп=0В, Мс=153,197Нм) показан на рисунке 2.2.8 L,м t,c Рисунок 2.2.8 –Характеристика переходного процесса в контуре положения при ностройке на СО по моменту сопротивления Моментная составляющая погрешность h ycт 0 м не влияет на точность регулирования системы электроприводов. Таблица 2.2.1 – Параметры КП, настроенного на МО и СО. σ ПВДУЗ МО 0,0595 с СО 0,0465 с -3,7926⋅10-4 Δφ ΔL Регулятор 60,8º 12,1 П 32,8° 9,56 ПИ ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 33 На основе таблицы можно сделать следующие вывод: при настройке на СО контур положения обладает малым ПВДУЗ и отсутствием установившейся ошибки скорости, но в то же время перерегулирования становиться большим и вид регулятора усложняется. При настройке на МО перерегулирование в контуре становится слишком малым. Также при настройке на МО необходим более простой пропорциональный регулятор. На основе этого решено настроить контур положения на МО. В нашем случае получился регулятор скорости П-типа, реализуем его на прецизионном операционном усилителе DA серии К140УД6 Вывод: В результате настройки контура положения на симметричный оптимум был получен контур со параметрами:перерегулирование: следующими , ПВДУЗ=0,0465 с, запас по фазе:Δφ= 32,8°, запас по амплитуде: ΔL=9,56 дб. Полученные значения доказывают правильность настройки контура на симметричный оптимум. При наложении появляется спад нагрузки на характеристике скорости, ω = -3,65 10-4 который переходного процесса через секунд 0,34 устраняется.Были физически реализованы П-регулятор скорости и Прегулятор положения. 2.3 Выбор оборудования управления Преобразователи частоты MITSUBISHI FR-A740 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 34 Рисунок 2.3.1– Преобразователи частоты марки MITSUBISHI FR-A740 Основной сегмент рынка: конвейрные системы химическое оборудование намоточные машины печатные машины краны и подъёмные механизмы экструдеры металлообрабатывающее оборудование Обладает всеми достоинствами предшествовавшей серии FR-А540, а также: Диапазон мощностей 0,4-500 кВт Диапазон питающего напряжения - до 500 Вольт 200% перегрузки в течение минуты! 270% перегрузки в течение 0.5сек! Встроенные тормозные транзисторы (до 30 кВт) ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 35 EMC-фильтр (до 55 кВт) Бездатчиковый контур момента Встроенный контроллер релейной логики Расширенные энергосберегающие функции Функция подхвата мотора Автоматический перезапуск после провалов напряжения Расширенный ПИД-регулятор Простой векторный контроль магнитного потока Большой срок службы Преимущества FR-A740-00770-EC: Очень высокие динамические характеристики; Высокая точность обеспечения заданных параметров, достигающая ±0,01%; Большая точность регулирования крутящего момента, достигающая ±10%; Наличие встроенного развитого программируемого контроллера, позволяющее организовать автономную работу с обеспечением выполнения самых разнообразных задач; Модельный ряд охватывает четыре диапазона перегрузок. Благодаря этому есть возможность подобрать устройство, наиболее полно отвечающее заданным параметрам; Соответсвие стандартам CE, cUL, UL и техническим нормам стран Евросоюза дает возможность применения преобразователя в подавляющем большинстве стран мира; Диапазон регулирования оборотов 1:1500 ; Диапазон регулирования нагрузочного момента 1:50 . Характеристики FR-A740-00770-EC: Параметры категории: Преобразователи частоты Производитель MitsubishiElectric Сеть питания 3-ф/380 Мощность, кВт 30.00 Перегрузочный момент 200% ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 36 Сфера применения Серия Сложные производственные механизмы FR-A700 Функциональная электрическая схема мостового крана показан на рисунке 2.3.2 Рисунок 2.3.2 – Функциональная электрическая схема мостового крана Для исключения интегрирования собственной ошибки ОУ необходимо в начальный момент времени закоротить ключ, роль которого выполняет микросхема К140УД6 в состав которой входит два аналоговых ключа, Uпит=15 В. Выбираем R1=R1'=1,6кОм, тогда для реализации WPC =1.106: Из стандартного ряда выбираем: Rвх– МЛТ-0.125 -1.6 кОм ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 37 Rос – МЛТ-0.125-1.8 кОм Рисунок 2.3.3 – Реализованный регулятор скорости на ОУ Физическая реализация регулятора положения В нашем случае получился регулятор положения П-типа, реализуем его на прецизионном операционном усилителе DA серии К140УД6 изображенный на рисунке 3.3.3 Для исключения интегрирования собственной ошибки ОУ необходимо в начальный момент времени закоротить ключ, роль которого выполняет микросхема К140УД6 в состав которой входит два аналоговых ключа, Uпит=15 В. Выбираем R1 =R1'=1.3 кОм, тогда для реализации WPП=695.652: Из стандартного ряда выбираем: Rвх– МЛТ-0.125 -1.3 кОм Rос – МЛТ-0.125-920кОм ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 38 Рисунок 3.3.4 – Реализованный регулятор положения на ОУ Вывод: В данном подразделе была рассчитана требуемая мощность двигателя, исходя из полученных данных, выбрали асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки MTKF412–6, был рассчитан редуктор. Также был выбран преобразователь частоты с учётом перегрузочной способностимарки MITSUBISHI ELECTRIC FR-A740-00770- EC соответствующей мощности 30 кВт и представлена функциональная электрическая схема мостового крана. 2.4 Расчет амортизационных отчислений электрооборудования цеха По учётной политике предприятия к основным фондам относят оборудование стоимостью не ниже 50000 руб. Таблица 2.4.1 - Расчет амортизационных отчислений электрооборудования цеха Эл.машины переменного тока мощностью до 100 Количество , штук 30 Стоимость, руб. Амортизация единицы общая НА, % 51 000 1530000 сумма, руб. 275 400 18 Наименование электрооборудовани я ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 39 кВт. Эл.машины переменного тока мощностью 100-250 кВт. 30 60 000 1800000 324 000 Эл.машины переменного мощностью 1000кВт. тока более 9 63 000 567000 102 060 Эл.машины постоянного тока мощностью до 100 кВт. 30 52 000 1560000 280 800 Эл.машины постоянного мощностью 1000 кВт. 25 60 000 1500000 270 000 Силовые трансформаторы 100-300 кВт. 2 63 000 126000 22 680 Микроконтроллеры 15 78 000 1170000 210 600 Датчики 5 58 000 290000 52 200 8 543 000 1 537 740 тока 251- Итого: 2.5 Текущий ремонт и содержание электрооборудования Расчет затрат на электроэнергию Расчет затрат на электроэнергию производим по следующей формуле: , где: P–электроэнергия, потребляемая электрооборудованием за год, кВт*ч; a – установленный для данного предприятия тариф за 1 кВт*ч; для крупносортного цеха a=1,28 руб. Рассчитываем потребляемую электроэнергию по цеху по следующей формуле: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 40 , где, - суммарная мощность электрооборудования, кВт*ч; k – коэффициент загрузки электрооборудования. Таблица 2.5.1 - Смета затрат по материалам и запасным частям Наименование Единицы измерения Годовой Стоимость без НДС, руб. расход Единицы Общая Материалы Провод ВВГ 3*50 Метры 1200 737 884400 Провод АВВГ 3*95 Метры 800 122 97600 Провод АС-70 Килограммы 5430 136 738480 Изолента ПВХ Штук 200 45 9000 Кабель канал Метры 500 14,5 7250 Ярлыки Штук 9800 0,51 4998 Итого: 1741728 Запасные части Электромагнитное реле Штук. 10 750 7500 Биполярные транзисторы Штук. 200 150 30000 Резисторы Штук 1500 20 15000 Стабилитроны Штук 1000 30 900000 Триггеры Штук 200 80 1280000 Конденсаторы Штук 1500 114 1949400 Тиристоры Штук 200 50 500000 Диоды силовые Штук 150 300 13500000 Потенциометры Штук 200 110 2420000 Полевые транзисторы Штук 180 27 131220 Итого: 20733120 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 41 Статья «Текущий ремонт и содержание электрооборудования» является комплексной, то есть в неё входит несколько статей, для определения сумм. Таблица 2.5.2 - Смета затрат на текущий ремонт и содержание электрооборудования Расходы Стоимость, руб. Материалы 1741728 Запасные части 20733120 Затраты на электроэнергию 718822333,44 Итого: 741297181.44 Затраты по статье «Прочие расходы» Статья "Прочие расходы" является комплексной и связанной с управлением и обслуживанием производства, а так-же с охраной труда и техник безопасности ОТ и ТБ. Таблица 2.5.3 - Прочие расходы Расходы Стоимость, руб. ФОТ руководителей и специалистов 4054492,24 Страховые взносы руководителей и специалистов 1216347,67 Расходы по ОТ и ТБ 640713,79 Расходы по предупреждению профессиональных заболеваний и травматизма 606115,24 Затраты на электроосвещение 398054,4 Итого: 6915723.34 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 42 Таблица 2.5.4 - Расчёт энергетических статей в себестоимости продукции Статьи затрат Сума, руб. Структура затрат, % Затраты на текущий ремонт и содержание электрооборудования 741 297 181.44 97,39 Заработная плата дежурного и ремонтного персонала 8 759 783,493 1,15 Страховые взносы дежурного и ремонтного персонала 2 627 935.05 0,35 Амортизационные отчисления 1 537 740 0,2 Прочие расходы 6915723.34 0,91 761138363.323 100 Итого: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 43 3 ОХРАНА ТРУДА 3.1 Энергосбережение Энергетическая политика предприятия была определена высшим руководством предприятия энергосбережения и и содержит повышения обязательства эффективности, в формирует области цели и показатели, необходимые для разработки программы снижения затрат на производство продукции за счет экономии ТЭР. Целями предприятия являются повышение энергоэффективности и снижение энергоемкости технологических процессов, связанных с производством стали, литых заготовок и трубной продукции, и достижение наилучших отраслевых и общемировых показателей потребления энергоресурсов на единицу продукции. Основной корпоративной ценностью считается рациональное и экономное использование топливно-энергетических ресурсов. Анализ целей предприятия выявил зависимость выполнения одной цели от другой. Так, для достижения наилучших мировых показателей в области энергоэффективности, необходимо снизить себестоимость и энергоемкость производства, что говорит о подчинении стратегической цели высшего уровня целям, носящим локальный характер. Целевые показатели определены по принципу SMART и обладают критериями количественной измеримости, достижимости, актуальности и ограничения временными рамками. Ознакомление с энергетической политикой осуществляется по средствам освещения ее основных положений. Политика оформлена в виде документа, утвержденного управляющим директором, и размещена на официальном и внутризаводском сайтах предприятия, а также на цеховых информационных стендах, посвященных СЭнМ. Энергетический анализ представляет собой аналитическую часть процесса планирования деятельности по энергосбережению и основывается ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 44 на оценке фактического количества потребляемых ресурсов, выявлении причин отклонений от плановых значений, идентификации потерь ТЭР, определении потенциала для снижения потребления энергоресурсов. В данном разделе регламентирована процедура учета наиболее значимых объектов потребления ресурсов и применение этой информации при формировании баланса энергопотребления. Энергетическая базовая линия как важный этап стратегического планирования энергопотребления применяется для сравнения с фактическими значениями индикаторов энергоэффективности по отношению к плановым показателям. При составлении отчета об энергоанализе используются энергетические базовые линии, установленные для значимых ТЭР и для значимых технологических процессов, за отчетный период и на календарный год, следующий за отчетным периодом. Энергетические ресурсы, расходуемые на технологический процесс и имеющие зависимость от объема производства, полежат нормированию. Ресурсы, расход которых обусловлен потребностями систем обеспечения производства и не имеет выраженной зависимости от производственного процесса, подлежат лимитированию. Не менее важными в руководстве по СЭнМ являются разделы, затрагивающие область работы с персоналом предприятия, так как от качества компетентности и осведомленности работников во многом зависит успешность процесса повышения эффективности. В состав мероприятий по работе с персоналом входят, на ряду с традиционными для промышленных предприятий, обучение по внутренним учебным программам, аттестация рабочих, специалистов и руководителей различных уровней, реализованные совместно с корпоративным университетом электронные курсы и обучающие программы, которые позволяют осуществить повышение осведомленности персонала в области энергоменеждмента с максимальным охватом аудитории. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 45 Согласно руководству, процедура планирования обучения является непрерывной: от оценки компетенций соискателя на трудоустройство до формирования ежемесячного графика подготовки высококвалифицированных кадров. По сути, проанализированное руководство является документом, который формализует и стандартизирует бизнес-процессы управления энергосбережением предприятии, и потреблением основываясь на энергетических основные положения ресурсов на международного стандарта ISO 50001. Оценка технических мероприятий, реализованных на металлургическом предприятии. Основными направлениями реализации стратегии по модернизации объектов энергетической инфраструктуры завода в период с 2022 по 2027 годы было внедрение мероприятий в сфере потребления электрической и тепловой энергии, природного газа и воды. Общий объем инвестиций на реализацию мероприятий составил около 300 млн. рублей при среднем сроке окупаемости – 4,5 месяца. Очевидно, что дольше всего окупаются проекты, касающиеся глубокой модернизации электроэнергетической инфраструктуры (до 21 года), быстрее же окупаются реализуемые технические мероприятий по экономии ТЭР в рамках конкретного узла, агрегата или участка (в пределах от 0,2 до 6,5 лет). При этом, большинство мероприятий носят без затратный и системный характер и не являются инвестиционными. К наиболее значимым инвестиционным мероприятиям можно отнести модернизацию системы производственного освещения, установку регулируемого турбокомпрессора, строительство газовой блочно-модульной котельной. При этом, инвестирование проектов по модернизации энергохозяйства осуществляется нерегулярно, а предпочтение отдается проектам, имеющим высокую степень проработки. В последние годы инвестиционная политика ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 46 в области энергосбережения характеризуется недостатком выделяемых средств, в основном финансирование осуществляется при внедрении новых технологических решений в производство, согласно утвержденному управляющей компанией плану производства. Значительные трубопрокатного резервы и энергосбережения электросталеплавильного связаны цехов, при с работой выполнении энергетического анализа можно выделить следующие направления: расход электроэнергии и газа при обеспечении технологических процессов производства трубной заготовки и труб. Также, огромным потенциалом энергосбережения обладает участок по производству пара с морально и физически устаревшим оборудованием. Основными причинами недостаточной эффективности энергоменеджмента предприятия являются организационно-управленческие проблемы, обусловленные отсутствием четких границ ответственности и высокой инерционностью процесса принятия управленческих решений. В купе с внешними факторами это приводит к сокращению потенциала энергосбережения в долгосрочной перспективе. Основой качественного анализа внутренней среды является построение организационного способен повысить профиля уровень энергоменеджмента, мотивации который руководителей для совершенствования существующей системы энергопотребления, а также показывает стратегические направления для данного совершенствования. Данные говорят о том, что система энергоменеджмента предприятия в целом стандартизирована и имеет задатки стратегического развития. Наилучшие результаты оценки получены по направлениям энергетической политики и информационным системам, при этом оценка первого направления вызвала существенные разногласия у опрашиваемых менеджеров. Наименьшие показатели отмечены в сферах маркетинга и инвестиций, на предприятии внедряется стратегия направленная инвестирование в долгосрочные проекты вместо инвестирования в проекты с малым сроком окупаемости. Не смотря на наличие некоторых разногласий в ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 47 полученных оценках при построении организационного профиля энергоменеджмента, максимальная разница в средних оценках не превышает 0,8 баллов, что свидетельствует о здоровом балансе в процессах развития отдельных направлений энергетического менеджмента. В качестве рекомендаций, направленных на совершенствование системы управления энергоэффективностью, предприятия в части информирования и управления. Для мотивации предлагается персонала и улучшить развития работу процессов пропаганды энергосбережения на всех уровнях оценки эффективности достижения показателей энергосбережения, необходимо создать внутреннюю информационную систему накопления и обработки данных энергопотребления. Еще одним важным этапом оптимизации механизма управления энергоэффективностью является процедура распределения ответственности между участниками системы энергоменеджмента, поиск методов оценки эффективности их работы в области энергосбережения с помощью инструментов цифровой трансформации бизнес-процессов и переход на уровень управления персоналом с целью создания эффективного кадрового ресурса. Важнейшими задачами являются организация энергоэффективность команды металлургического по управлению предприятия, повышение профессиональных знаний и навыков работников, разработка ключевых показателей эффективности и достижение высокого уровня культуры в области энергосбережения. Кроме того, создание эффективной команды энергоменеджмента позволит повысить управляемость и облегчит процесс внедрения организационных изменений связанных с внедрением ключевых показателей эффективности персонала. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 48 3.2 Организационные и технические мероприятия при производстве ремонтных работ Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования 8 разряда обязан: В области производственной деятельности Перед началом работы: Получить задание на смену от мастера по ремонту оборудования (электрического) участка и ремонту мостового крана. При получении задания на работу от электрика цеха (по автоматике и регулируемым приводам) выполнить его с уведомлением мастера по ремонту оборудования (электрического) Проверить приборы и защитные средства перед выполнением работ. Подготовить запасные части и материалы, согласно полученному заданию. В течение рабочей смены: Своевременно выполнять производственное задание. Соблюдать производственно-технические инструкции, инструкции по охране труда. Выполнять все работы согласно Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП), Межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТРМ-0162001, Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Выполнять требования Положения о техническом обслуживании и эксплуатации электрического и энергетического оборудования персоналом в подразделениях в пределах своей компетенции. Правильно пользоваться электроизмерительными приборами, применять средства защиты. Не допускать без согласования с ответственным за электрохозяйство цеха самостоятельного изменения проектных схем. Соблюдать производственную и трудовую дисциплины. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 49 Применять передовые приемы и методы труда, новые технологии, рациональную организацию труда на рабочем месте. Проходить обучение по программам профессиональной подготовки или переподготовки, обучение вторым профессиям, повышать квалификацию. Выполнять поручения, приказы и распоряжения вышестоящих руководителей, в том числе и устные. В соответствии с "Единым тарифно-квалификационным справочником работ и профессий рабочих (ЕТКС)": Выполнять разборку, сборку, ремонт и обслуживание мостового крана. Выполнять наладку, ремонт, регулирование. Выполнять наладку сварочных аппаратов с автоматическим включением резерва. Выполнять работы по ремонту, монтажу и демонтажу кабельных линий. Выполнять разборку, ремонт, сборку, установку электроаппаратов различных типов и систем напряжением до 1 кВ. Подготавливать отремонтированное электрооборудование к сдаче в эксплуатацию. В конце рабочей смены После окончания работы провести уборку своего рабочего места. Убрать инструмент, приспособления, съемные грузозахватные приспособления в установленное место. В области охраны труда и промышленной безопасности: Выполнять требования Положения о должностных обязанностей работников в области охраны труда и промышленной безопасности в пределах своей компетенции. Выполнять Кардинальные требования безопасности предприятий группы, а именно, категорически запрещается: находиться на территории предприятий в состоянии наркотического и (или) алкогольного опьянения; ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 50 несанкционированно отключать защитную блокировку оборудования и инструментов; осуществлять действия, направленные на сокрытие и (или) искажение фактов и обстоятельств несчастных случаев на производстве. Выполнять установленные требования нормативной документации действующих СУОТ и ПБ, СМК и СЭМ в пределах своей компетенции, должностных, технологических инструкций, инструкций по охране труда, локальных нормативных актов и организационно-распорядительных документов, непосредственно связанных с трудовой деятельностью, с которыми работник ознакомлен под роспись. В области систем менеджмента качества (СМК) и экологического менеджмента (СЭМ): Понимать, поддерживать и соблюдать Политику в области качества и технической безопасности . Понимать важность соответствия своей деятельности экологической политике, процедурам и требованиям системы экологического менеджмента, включая требования по подготовленности к аварийным ситуациям и реагированию на них. Выполнять требования СТП по СМК и СЭМ, касающихся функционирования процессов СМК и процедур СЭМ, осуществляемых на участке в пределах своей компетенции. Обеспечивать качественное проведение ремонтных работ. Понимать существенные, реальные или потенциальные воздействия своей деятельности на окружающую среду. Обеспечивать выполнение требований природоохранного законодательства в пределах своей компетенции. Рационально использовать материалы, запчасти, применяемые при проведении ремонтных работ, экономно расходовать электроэнергию. Выполнять Кардинальные экологические требования предприятий группы, а именно, запрещается: ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 51 - отключать природоохранное оборудование без соответствующего разрешения и уведомления; - сливать в системы канализаций и на рельеф местности химические продукты: нефтепродукты, кислоты, щелочи, а также жидкие продукты технологии производства, сброс которых запрещен технологическими требованиями предприятия. 3.3 Производственная санитария Условия работы в цехе характеризуются различными опасными и вредными факторами, которые оказывают на организм работающих отрицательное воздействие. В цехе производятся мероприятии по снижению вредного воздействия: установлены высоко-импульсивные вытяжки, которые в значительной мере способствуют понижению уровня загрязнения воздуха. Производственная пыль оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека, раздражая слизистые оболочки, дыхательных путей и оседает в легких, а также отрицательно влияет на оганы зрения, слуха и кожные покровы человека. Для предотвращения отрицательного влияния установлены вытяжные аппараты. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны регламентируется ГН 2.2.5.1313-03. Таблица 3.3.1 – Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны Наименование вещества ПДК, мг/м3 Кремесодержащая пыль: -кремния двуокись кристаллическая при содержании ее в пыли от 2 до 10%, 4 -кремния двуокись кристаллическая при содержании ее в пыли от 10 до 70%; 2 Пыль содержащая оксиды железа 4–6 Оксид углерода 20 Углеводороды 300 ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 52 Озон 0,1 Оксид азота 2,00 Предусмотрены оконные проемы и аэрационные фонари; В цехе предусмотрены изолированные комнаты отдыха для рабочих; Рабочие обеспечены спецодеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты в соответствии с нормами по ГОСТ 12.1.011 – 89 «Средства защиты работающих». Микроклимат Источниками тепловыделения в цехе являются индукционные печи, расплавленный металл в процессе разливки в формы, отливки в процессе остывания, термические печи, остывающие ковши, газовые резаки. Проектируемый цех по удельному тепловыделению относится к горячему, так как тепловыделения превышают 23.26Вт/м параметры метеорологических условий (температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха) регламентируется СанПиН 2.2.4.548-96. В цехе проводятся следующие мероприятия для установления необходимого микроклимата: Автоматизация и дистанционные управления процессами; Теплоизоляция нагретых поверхностей оборудования, установка экранов печей; Для рабочих предусмотрены комнаты отдыха и обеспечения средствами защиты в соответствии с ГОСТ 12.1.011-89 «Средства защиты работающих»; В цехе имеется подсоленная и газированная вода; Предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция и воздушное отопление, совмещенное с ней. В качестве теплоносителя для систем отопления и вентиляции цеха применяется горячая вода с температурой не выше 150°С; Удаление воздуха производится из верхней зоны черев аэрационные фонари; ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 51 В цехе предусмотрена светоаэрационные фонари. Аэрация предусмотрена совместно с системами вентиляции с искусственным побуждением. Таблица 3.3.2 – Допустимая величина показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений Относительная влажность, % Холодный 11б 17-19 15-21 40-60 75 0,2 0,4 Теплый 11б 20-22 16-27 40-60 70 при t=25 С 0,3 0,2-05 допустимая допустимая допустимая Скорость движения, м/с оптимальная Температура, С оптимальная Категория работающих оптимальная Период года Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха соответствует требованиям СНиП 41-01-03. В цехе предусмотрена механическая приточная вентиляция и воздушное отопление, совмещенное с ней. Воздух, удаленный из здания цеха системами местной и общей вытяжной вентиляцией, содержащий вредные вещества подвергается очистке, с помощью мокрых пылеуловителей и циклонных установок. На въездных воротах и транспортных проемах в отопительный период устроены тепловоздушные завесы постоянного действия. Производственный шум В цехе наибольший уровень шума наблюдается на участках выбивки и отделениях финишных операций. Шум неблагоприятно воздействует на организм человека, вызывает физические и психические нарушения, которые снижают работоспособность и создают предпосылки для профессиональных заболеваний, а также производственного травматизма по ГОСТ 12.1.011-89. Допустимая величина шума в цехе согласно СН 2.2.4./2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, помещениях жилых, общественных зданий, на территориях жилой застройки» -80дБА ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 53 Но в цехе имеются установки, где уровень шума превышает допустимые нормы. Для снижения уровня шума в цехе применяются следующие мероприятия: Применяются автоматизированные линии с низким уровнем шума; Системы вентиляции и местных отсосов снабжены шумопоглащающими устройствами; Кожух выбивной решетки имеет внутреннюю облицовку из звукопоглощающих материалов; Звукоизоляция стенок дробеметного оборудования; Применение средств индивидуальной защиты от шума (наушники противошумные, беруши) по ГОСТ 12.1.011-89. Вибрация В проектируемом цехе источником общей вибрации является сотрясение пола и других конструкторских элементов здания вследствии ударного действия выбивных решеток. Воздействие вибрации на организм не только ухудшает самочувствие работающего и снижает производительность труда, но часто приводит к тяжелому профессиональному заболеванию – виброболезнь. Допустимая величина общей вибрации в цех. Согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 – 92дБ. Мерами по устранению вибрации и уменьшению ее вредного воздействия являются: Исключение ручного пневмотранспорта; С целью снижения вредного воздействия локальной вибрации используются специальные рукавицы с подкладкой по ГОСТ «ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации» ; Для снижения воздействия общей вибрации используется специальная виброзащитная обувь по ГОСТ «ССБТ. Обувь специальная виброзащитная. Общетехнические требования» . Освещение ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 54 Предусматривается естественное и искусственное освещение в соответствии с СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» для создания благоприятных условий труда, прохода людей и движения транспорта, обеспечивая достаточную освещенность рабочих мест. По условиям гигиены труда должно быть как можно больше использовано естественное освещение. В проектируемом цехе это осуществляется через оконные проемы и световые фонари. В местах выпуска металла из печи, на участка заливки и формовки предусмотрено аварийное освещение с использованием люминесцентных ламп, минимальная освещенность которых 10 лк. В цехе предусмотрено переносное освещение. Мостовые краны оборудованы подкрановым освещением, которое выполнено лампами накаливания. Для освещения производственных помещений применяются газоразрядные источники света люминесцентные лампы типа ЛХБ. В местном освещении используются светильники ПВЛП. Электробезопасность Наличие в цехе электрооборудование предусматривает выполнение в цехе правил, электробезопасности несоблюдение которых, может привести к электротравмам. К помещениям с повышенной относят помещения при наличии любого из следующих условий: сырье, с относительной влажностью до 75%; наличие токопроводящей пыли; с токопроводящими полами (металлические земляные, железобетонные, кирпичные); горячие (температура воздуха превышает 30ºС); с возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим конструкциям здания, имеющим соединение с землей, технологическим оборудованием, механизмами, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой. По степени поражения электрическим током проектируемый литейный цех относиться к особо опасным. К особо опасным относят помещения с влажностью близкой 100%; с химическими активной средой , действующей разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; при наличии двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 55 В цехе предусмотрены следующие мероприятия по обеспечению безопасности работающих: - все токоведущие части электрических устройств и оборудования имеют специальные ограждения; - все корпуса электродвигателей заземлены; - питание кнопок управления оборудования не выше 26 В; - при неисправности механизмов – автоматическое отклонение; - индивидуальные средства защиты; - правильный выбор и размещение средств пожаротушения. Защиту персонала цеха от воздействия электрического тока предусматривают ГОСТ 12.1.019-96 и ГОСТ 12.1030-96 . Пожарная безопасность Литейное производство относиться к производству с повышенной пожарной опасностью, которое в большей степени обусловлено применением металлических материалов в расплавленном виде. Мероприятия по пожарной профилактике: - в наиболее опасных в пожарном отношении местах предусмотрены пожарные проезды шириной 4 м; - правильное размещение и выбор средств пожаротушения; - правильная эксплуатация оборудования и внутрицехового пространства, содержание зданий и территорий; - предусмотрены пожарная электрическая сигнализация с автоматическим контролем; - использование систем вентиляций; - наличие водопровода. Для вызова пожарной команды служит кнопочная электросигнализация. На видных местах вывешены планы эвакуации людей. Требования парной безопасности регламентируются ГОСТ 12.1.004-96 . Цех относиться к категории «Г». ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 56 3.4 Охрана окружающей среды Создаваемое производство является экологически не безопасным, так как производит выбросы различных вредных веществ. Таблица 3.4.1 – Предельно-допустимые концентрации вредных веществ и предельно-допустимый уровень воздействий Вещество Единицы измерения Нормируемое значение разовая среднесуточная В атмосферном воздухе: - Пыль нетоксичная мг/м3 0,5 0,15 - Окись углерода мг/м3 3 1 - Двуокись азота мг/м3 0,5 0,05 0,3 - Цианиды мг/м3 - Фториды мг/м3 - Диоксид серы мг/м3 0,5 1 10 В воде водоемов: - Взвешенные вещества мг/л 20 дБ 85 млн. кДж/год 0,3 - Напряженность магнитного поля; А/м 50 - Напряженность электрического поля; В/м 500 - Вибрация. дБ 76 Отходы энергетические: - Шум; - Тепловое излучение; Снижение запыленности воздуха рабочей зоны достигается герметизацией формовочного и смесеприготовительного оборудования, а также устройством общеобменной и местной вытяжной вентиляции в местах образования пыли. Отсасываемый с участков литейного цеха воздух перед ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись 57 выпуском в атмосферу очищается пылеочистными устройствами такими как инерционные пылеотделители, в которых эффект пылеотделения достигается использованием инерционных сил, порождаемых у пылевых частиц; к ним относятся в основном пылеосадочные камеры и центробежные среды до установленных пылеотделители. Понижение температуры воздушной санитарных норм обеспечивается применением водяного или воздушного охлаждения нагретых поверхностей и ограждений, с тем чтобы их температура не превышала 45°С, а также устройством общеобменной и местной вытяжной вентиляции. Приточными вентиляторами. Снижение загазованности атмосферы рабочих зон до установленных санитарных норм обеспечивается дожиганием газов в системах подогрева воздуха, вводимого в печь устройством общеобменной и местной вытяжной вентиляции в местах выделения газов. В проектируемом цехе предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция. Расчетная скорость движения воздуха при удалении пыли 11м/с. Во избежание попадания газа и пыли в атмосферу цеха необходимо установить местные отсосы – вытяжные зонты. Вытяжные зонты устанавливаются над теми видами оборудования, которым свойственно обильное газо и пылевыделение. Эффективным мероприятием по борьбе с шумом является снижение его в источнике образования, т.е. в машинах, механизмах и т.п. Для снижения шума в источнике предусматривается замена ударных процессов и механизмов безударными, зубчатые и цепные передачи – клиноременными. Применение принудительной смазки, прокладочных материалов и упругих вставок в соединениях и т. п. Кроме того, для борьбы с шумом в конструкцию оборудования встраиваются амортизирующие и звукогасящие приспособления. В качестве индивидуальных средств защиты от воздействия производственного шума применяются беруши и наушники. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 58 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 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 подъемнотранспортные 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. На основе исходных данных и технических требований была, в результате анализа, выбрана схема электропривода. Был сделан вывод, что наиболее рациональной системой в данном случае является система ПЧ-АД. Далее, был рассчитан двигатель, и выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки MTKF412-6. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 59 БИБЛИОГРАФИЯ 1.Шестаков В.М., Епишкин А.Е. «Автоматизированный электропривод. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 2102». ЛМЗ-ВТУЗ, СПб - 2024. 2.Шестаков В.М., Томчина О.П., Нагибина О.Л. «Теория автоматического управления. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 2102». ЛМЗ-ВТУЗ, СПб - 2022. 3.Каминский М.Л. Монтаж приборов контроля и аппаратуры автоматического регулирования и управления / М.Л. Каминский - М.: Высшая школа, 2023. — 311 с. 4.Кисаримов Р.А. Справочник электрика / Р.А. Кисаримов - М.:ИП РадиоСофт, 2023. -320с. 5.Клюев А.С. Монтаж средств измерений и автоматизации / А.С. Клюев М.: Энергоатомиздат, 2024-311с. 6.Лонкина Г.Н. Программирование для автоматизированного оборудования: Практикум, - Волгоград: ВГЭГК. 2025.-124с, 55рис. 7.Николаева О.В. Режимы резания, приложение №1 к учебному пособию Технология машиностроения / О.В. Николаева. - Волгоград: ВГЭТК. 2025. 196с. 8.Николаева О.В. Нормы вспомогательного времени, приложение №2 к учебному пособию Технология машиностроения / О.В. Николаева. Волгоград: ВГЭТК. 2024. - 56с. 9.Фомина С.Ю. Экономика отрасли: методические указания по написанию курсовой работы / С.Ю. Фомина - Волгоград: ВГЭТК, 2022- 36с. 10 Цейтлин Л.С. Электропривод, электрооборудование и основы управления: учебное пособие / Л.С. Цейтлин - М.: Высшая школа, 2025. 192с. 11.Зюзин А.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок: учебник ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата для учащихся Лист 60 электротехнических спец. техникумов / А.Ф. Зюзин, Н.З. Поконов, М.В. Антонов. - 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2023. - 415с. 12.Князевский Б.А., Чекалин Н.А. Техника безопасности и противопожарная техника в электроустановках. - М.: Энергия, 2023. - 242с. 13.Николаева О.В. Производство заготовок: учебное пособие / О.В. Николаева, И.В.Крищенко.- Волгоград ВГЭТК, 2024.-84с. ДП.13.02.11.25-1.02.00.26.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 61