«Разработка систем электроснабжения грузоподъёмных механизмов»
Заказать уникальную дипломную работу- 72 72 страницы
- 17 + 17 источников
- Добавлена 18.12.2023
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
1. Требования к грузоподъёмным механизмам 5
2. Анализ работы электроприводов грузовых механизмов 9
2.1. Обзор электроприводов механизма крана 9
2.2. Анализ систем управления электроприводами крана 12
3. Разработка электропривода крана 20
3.1. Схема управления электроприводом и механические характеристики 20
3.2. Выбор электродвигателя и построение нагрузочной диаграммы 23
3.2.1 Выбор электродвигателя и построение нагрузочной диаграммы механизма подъема крана 23
3.2.2 Выбор электродвигателя и построение нагрузочной диаграммы механизма передвижения крана 27
3.2.3 Выбор электродвигателя и построение нагрузочной диаграммы механизма изменения вылета крана 30
3.3. Расчет и выбор параметров преобразователя 31
3.4 Расчет и выбор тормозов 37
3.5 Описание схемы электрической принципиальной 38
4 Расчет и построение структурной схемы САР электропривода 40
4.1. Выбор функциональной схемы САР 40
4.2. Расчет контуров и датчиков 41
5 Расчет статических характеристик электропривода 53
6 Охрана труда 57
6.1 Охрана труда на предприятии 57
6.2 Опасные и вредные производственные факторы при обслуживании крана 58
6.3 Безопасность при проведении работ по обслуживанию крана 61
Заключение 68
Список литературы 69
- организация совместно с подразделениями проведения обучения и проверки знаний работников по вопросам охраны труда.- подготовка с участием подразделений перечней действующих и подлежащих разработке инструкций по охране труда. Разработка программы вводного инструктажа по охране труда и его проведение;- ведение систематизированного учета и хранение действующих на предприятии законодательных и иных нормативных правовых актов, а также других документов предприятия по вопросам, входящим в сферу деятельности отдела.- организация и руководство работой кабинета охраны труда в соответствии с Типовым положением о кабинете охраны труда.- организация и проведение с участием подразделений работы по профилактике нарушений требований охраны труда и гигиены труда работающих.- рассмотрение в установленные сроки письменных и устных обращений работающих по вопросам условий и охраны труда, подготовка предложений по устранению выявленных в ходе их рассмотрения недостатков, нарушений, а также подготовка ответов заявителям.Охрана труда на предприятии обычно является обязанностью специализированного подразделения или службы, а также всех сотрудников и руководителей предприятия. Конкретные обязанности и структура ответственности могут различаться в зависимости от страны, региона и характера деятельности предприятия. В общем случае, следующие стороны могут быть ответственными за охрану труда:1 Служба охраны труда. Специализированный отдел или служба охраны труда, включая инженеров по охране труда, может непосредственно заниматься разработкой и внедрением политики и мер по обеспечению безопасности и здоровья работников.2 Руководители и руководящий персонал предприятия также несут ответственность за охрану труда в своих подразделениях и за соблюдение стандартов безопасности и здоровья на рабочем месте.3 Работники. Сами работники также имеют обязанность соблюдать стандарты и правила безопасности, а также участвовать в процессе обеспечения безопасности на рабочем месте, в том числе сообщать о возможных опасностях и нарушениях.К работе с грузоподъемными кранами допускаются лица не моложе 18 лет после прохождения обучения по соответствующим профессиям. 6.2 Опасные и вредные производственные факторы при обслуживании кранаДля того чтобы установить вероятные и потенциальные опасности проводится выявление опасных производственных и вредных факторов при эксплуатации крановых механизмов. После выявления видов опасностей нужно разработать перечень мероприятий для обеспечения безопасности и экологичности.В соответствии с ГОСТ 12.0.003-2015 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» выявлены такие опасные и вредные производственные факторы: Физические факторы: - повышенный уровень шума;- повышенный уровень вибрации;- повышенное значение напряжения в электрической цепи, которое может замкнуться через тело человека;- не достаточная освещенность подкрановых путей; - работа на высоте;- наличие электромагнитных полей промышленных частот;- вращающиеся и подвижные элементы крана;- стробоскопический эффект;Психофизиологические факторы: - перенапряжение анализаторов; - монотонность труда оператора крана;- эмоциональные перегрузки.Решения, обеспечивающие безопасность эксплуатации мостового крана соответствует требованиям ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Рассмотрим основные критерии безопасности, предъявляемые к грузоподъемным кранам:- конструкция производственного оборудования исключает любое падение, смещение и опрокидывание составляющих. Оборудование, находящиеся на кране, надежно закреплено; - вращающиеся и подвижные элементы мостового крана, закрыты специальными крышками и кожухами. Их демонтаж возможен только с применением специального инструмента. Для предотвращения травмирования используются ограждения для оборудования;- материалы конструкций мостового крана выполнены из черных и цветных металлов и безвредны для окружающей среды;- элементы конструкции крана не имеют острых углов, кромок, заусенцев и поверхностей с неровностями, представляющих опасность травмирования работника, выполняющего работы на кране;- оборудование, подключенное к крану, включая электрический привод для приведения его в действие, является пожаро и взрывобезопасным в предусмотренных условиях эксплуатации;- конструкция электродвигателей, включает в себя устройства для обеспечения электробезопасности. В соответствии с требованиями, изложенными в ГОСТ 12.3.002-2014 «Процессы производственные. Общие требования безопасности» безопасность производственного процесса достигается тем, что:- оборудование, применяемое для управления мостовым краном, является высокотехнологичным, что снижает риск возникновения аварии до минимального уровня;- при модернизации мостового крана применяется безопасное производственное оборудование, которое обеспечивает безопасность при монтаже, вводе его в эксплуатацию и при его эксплуатации; - открывание двери кабины управления крана приводит к отключению всех механизмов- к обслуживанию мостовых кранов допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр, специальное обучение, а также инструктаж и проверку знаний по охране труда;- обеспечивается ограждение перепадов по высоте на обслуживающей галереи крана, крановых путей, грузовой тележки крана;- применяются методы мониторинга процесса работы, с целью обеспечения безопасности.6.3 Безопасность при проведении работ по обслуживанию кранаОбеспечение электробезопасности на предприятии является одним из важнейших требований охраны труда. Основные требования по обеспечению электробезопасности включают:1 Организация инструктажа и обучения персонала по правилам безопасной работы с электроустановками, включая обучение по технике безопасности при проведении электромонтажных и ремонтных работ.2 Проведение регулярных проверок и испытаний электроустановок на соответствие требованиям нормативно-технической документации.3 Применение защитных средств, таких как изолирующие перчатки, обувь, щитки и другие, для предотвращения возможных поражений электрическим током.4 Установка и обозначение зон доступа к опасным участкам электроустановок и запрет на вход неавторизованным лицам.5 Проведение регулярных медицинских осмотров работников, задействованных в работе с электроустановками.6 Соблюдение требований по охране труда при проведении электромонтажных и ремонтных работ, а также при эксплуатации электрооборудования.7 Проведение мероприятий по предотвращению возникновения пожаров и взрывов на объектах электроэнергетики.8 Соблюдение требований по обеспечению электробезопасности в соответствии с действующими нормативными и техническими документами, включая правила техники безопасности при работе с электроустановками.Обеспечение электробезопасности на предприятии является ответственностью работодателя, и любые нарушения этих требований могут повлечь за собой серьезные последствия для здоровья работников и безопасности производства.Мостовой кран, согласно проекту, подключается к трехфазной четырехпроводной электрической сети переменного тока с напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц, где нейтраль заземлена. Это помещение, в котором кран эксплуатируется, классифицируется как первого класса по опасности поражения электрическим током.Для обеспечения безопасности машиниста крана используются различные технические методы и средства защиты, включая:- зануление;- защитное отключение;- защитное заземление;- двойная изоляция токоведущих частей с укладкой кабелей в каналы;- использование блокировки;- низкие напряжения для цепей освещения и сигнализации;- минимальное сопротивление изоляции не менее 0,5 МОм;- применение предохранителей;- предупредительная сигнализация;- обязательное наличие диэлектрического коврика в кабине оператора крана;- выбор всего электрооборудования в соответствии с требованиями безопасности, с защитой от короткого замыкания и возможностью дистанционного отключения для проведения работ;- использование защитных заграждений;- автоматическое защитное отключение системы в ручном и автоматическом режимах;- использование сигнализации, знаков безопасности и блокировок;- проведение контроля состояния изоляции оборудования.Все работы по ремонту действующего электрооборудования следует производить только при снятом напряжении с ремонтируемой электроустановки. В отдельных случаях ПТБ разрешают производство небольших по объему работ по устранению неполадок без снятия напряжения. В электроустановках напряжением до 380 В такие работы разрешаются (за исключением особо опасных помещений) электромонтеру, имеющему ІІІ квалификационную группу по ТБ, в присутствии второго лица, старшего по должности, имеющего группу IV или V.Работы по ремонту электрооборудования производятся по наряду-допуску, распоряжению или в порядке текущей эксплуатации с записью в оперативном журнале согласно перечню испытаний согласно перечню работ, выполняемых электротехническим персоналом в порядке текущей эксплуатации, утвержденным главным энергетиком.Работа по проверке, испытанию и ремонту связанные с подачей напряжения, могут проводиться не менее двумя лицами, одно из которых должно иметь квалификационную группу ни ниже 4 при работе в электроустановках свыше 1000 В и не ниже 3 в электроустановках до 1000 В.Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции сетей и электроустановок предусмотрено заземление электроустановок и электраприёмников на общий контур заземления, образованный внешним контуром заземления и металлическими конструкциями сооружениями, где в качестве заземлителей используются фундаменты колонн. Так же предусматривается зануление отдельных электроприемников с помощью четвертых жил питающих кабелей. Осветительная арматура заземляется отдельной жилой кабеля сечением равной с питающими жилами. Заземлению подлежат все кабельные конструкции.Для исключения получения электротравм персонал должен быть обеспечен соответствующими средствами индивидуальной защиты, типовой набор которых представлен в таблице 5.1. Таблица 6.1 – Типовой набор электрозащитных средств.Основные электрозащитные средства для ЭУ выше 1000 ВОсновные электрозащитные средства для ЭУ до1000 Визолирующиештангивсехвидовизолирующиештангивсехвидовизолирующиеклещиизолирующиеклещиуказателинапряженияуказателинапряженияустройства и приспособления для обеспечения безопасности работ при измерениях и испытаниях в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, клещи электроизмерительные, устройства для прокола кабеля и т.п.);электроизмерительныеклещидиэлектрическиеперчаткиспециальные средства защиты, устройства и приспособления изолирующие для работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше (кроме штанг для переноса и выравнивания потенциала).ручнойизолирующийинструментИзолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.Основное электрозащитное средство- изолирующие электрозащитное средство, изоляция которого длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которое позволяет работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением.Дополнительное электрозащитное средство- изолирующие электрозащитное средство, которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага.К основным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся:- изолирующие штанги;- изолирующие и электроизмерительные клещи;- указатели напряжения; -диэлектрические перчатки; -изолированный инструмент.К дополнительным электрозащитным средствам для работы в электроустановках напряжением до 1000 В относятся:- диэлектрические галоши;- диэлектрические ковры;- изолирующие подставки и накладки;- изолирующие колпак.Кроме вышеперечисленных к электрозащитным средствам относятся:- бесконтактные сигнализаторы наличия напряжения;- защитные ограждения (щиты, ширмы, изолирующие накладки);- переносные заземления;- плакаты и знаки безопасности.Находящиеся в эксплуатации средства защиты из резины следует хранить в специальных шкафах, на стеллажах, полках, и т.п. отдельно от инструмента. Они должны быть защищены от воздействия масел, бензина, кислот, щелочей и других разрушающих резину веществ, а также от прямого воздействия солнечных лучей и теплоизлучения нагревательных приборов (не ближе 1 метра от них). Средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для работ под напряжением следует содержать в сухом, проветриваемом помещении.Все находящиеся в эксплуатации электрозащитные средства и предохранительные пояса должны быть пронумерованы, за исключением касок защитных, диэлектрических ковров, изолирующих подставок, плакатов и знаков безопасности, защитных ограждений, штанг для переноса и выравнивания потенциала.В порядке текущей эксплуатации - дежурному электромонтеру по обслуживанию электрооборудования разрешается произвести следующие работы:- осмотр электрооборудования;- замену перегоревших ламп и плавких вставок;- ремонт и замену электроаппаратов;- проверку исправности работы приборов и устройств безопасности, освещения, сигнализации и блокировки.После устранения обнаруженных неисправностей в журнале необходимо сделать запись о содержании выполненных работ и времени их окончания.При обнаружении неисправностей, не относящихся к перечню работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, дежурный электромонтер должен доложить старшему по смене об обнаруженных недостатках.Работы, выполняемые по распоряжению, с записью в оперативном журнале:- замена сгоревших электродвигателей;- замена электромагнитных катушек и тормозов;- регулировка концевых выключателей;- проведение периодических осмотров.Для предупреждения пожаров установлен противопожарный режим. Это комплекс требований, правил выполнения работ и эксплуатации объектов, предусмотренных в инструкциях по охране труда и пожарной безопасности, приказами, технологическими инструкциями, другими локальными нормативными правовыми актами и техническими нормативными правовыми актами в целях обеспечения пожарной безопасности.Пожарная безопасность обеспечивается выполнением требований и мероприятий направленных на:- исключение условий возникновения пожаров, что достигается исключением условий образования горючей среды и (или) исключением условий образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания;- защиту людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение его последствий и обеспечивается снижением динамики нарастания опасных факторов пожара, эвакуацией людей и имущества в безопасную зону и (или) тушением пожара.При эксплуатации электроустановок для недопущения создания условий для возникновения пожаров не допускается:- эксплуатировать электрооборудование в условиях, не соответствующих требованиям эксплуатационной документации изготовителей, или использовать электрооборудование, имеющее неисправности;- превышать допустимую токовую нагрузку;- использовать провода и кабели с поврежденной или утратившей свои защитные свойства изоляцией; - пользоваться поврежденными (неисправными) коммутационными аппаратами, аппаратами защиты, разъемными контактными соединениями, ответвительными коробками и другими электроустановочными изделиями.ЗаключениеВ ходе проектирования был произведен анализ возможных технических решений поставленной задачи, результатом данного анализа стал выбор системы электропривода и способа организации системы управления. В качестве основы для новой системы электропривода была принята система преобразователь частоты – асинхронный электродвигатель.На основании номинальных параметров грузоподъемного крана были рассчитаны нагрузочные диаграммы электроприводов крана. Данные характеристики послужили основой при расчете требуемого значения мощности приводного электродвигателя и мощности преобразователя частоты.Для оценки параметров работы электрического привода механизма подъема крана были рассчитаны и построены статические и динамические характеристики крана. На основе структурной схемы для выбранной системы электропривода произвели расчет параметров регуляторов, а также провели моделирование работы электропривода механизма подъема для заданной тахограммы движения и нагрузочной диаграммы электропривода на этапе пуска электропривода при подъеме груза.Для рассматриваемой системы электрического привода была предложена система автоматизации электропривода, которая позволит оптимизировать работу установки. Список литературы1 Ключев, В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 360 с., ил.2 Белов, М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для вузов/М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.-576 с.3 Васильев, Б. Ю. Электропривод. Энергетика электропривода : учебник / Б. Ю. Васильев. — Москва : СОЛОН-Пресс, 2015. — 268 с. — ISBN 978-5-91359-155-5.4 Епифанов, А. П. Электропривод : учебник / А. П. Епифанов, Л. М. Малайчук, А. Г. Гущинский. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 400 с. — ISBN 978-5-8114-1234-1.5 Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию: Метод. пособие. - 6-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1985.-143 с., ил.6 Теория электрического привода. Методические указания по курсовому проектированию и для проведения практических занятий для студентов специальности 1-53 01 05 «автоматизированные электроприводы». Часть 3. Расчет статических характеристик электрических машин. – Могилев: БРУ, 2006.7 Крановое электрооборудование: Справочник/Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др.; Под ред. А.А. Рабиновича. - М.: Энергия, 1979.-240 с., ил.8 Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; Под ред. И. Я. Браславского. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 256 с.9 Никитенко, Г. В. Электропривод производственных механизмов : учебное пособие / Г. В. Никитенко. — 2-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 208 с. — ISBN 978-5-8114-1468-0.10 https://owen.ru/11 https://esbk.ru/12 "Металлоизделия Плюс" mplus.by.13 https://www.iek.ru/14 Аксенов, М.И. Моделирование электропривода: Учебное пособие / М.И. Аксенов. - М.: Инфра-М, 2014. - 104 c.15 Москаленко, В.В. Системы автоматизированного управления электропривода / В.В. Москаленко. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2016. - 208 c.16 Большам Я.М., Крупович В.И., Самовер М.Л. (ред.). Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок Издание второе, переработанное и дополненное. — М.: Энергия, 1975. – 728 с.17 Чунихин, А. А. Электрические аппараты (общий курс). Учебник для энергетических и электротехнических институтов и факультетов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975. 648 с. с ил.
2 Белов, М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для вузов/М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.-576 с.
3 Васильев, Б. Ю. Электропривод. Энергетика электропривода : учебник / Б. Ю. Васильев. — Москва : СОЛОН-Пресс, 2015. — 268 с. — ISBN 978-5-91359-155-5.
4 Епифанов, А. П. Электропривод : учебник / А. П. Епифанов, Л. М. Малайчук, А. Г. Гущинский. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 400 с. — ISBN 978-5-8114-1234-1.
5 Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию: Метод. пособие. - 6-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1985.-143 с., ил.
6 Теория электрического привода. Методические указания по курсовому проектированию и для проведения практических занятий для студентов специальности 1-53 01 05 «автоматизированные электроприводы». Часть 3. Расчет статических характеристик электрических машин. – Могилев: БРУ, 2006.
7 Крановое электрооборудование: Справочник/Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др.; Под ред. А.А. Рабиновича. - М.: Энергия, 1979.-240 с., ил.
8 Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; Под ред. И. Я. Браславского. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 256 с.
9 Никитенко, Г. В. Электропривод производственных механизмов : учебное пособие / Г. В. Никитенко. — 2-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 208 с. — ISBN 978-5-8114-1468-0.
10 https://owen.ru/
11 https://esbk.ru/
12 "Металлоизделия Плюс" mplus.by.
13 https://www.iek.ru/
14 Аксенов, М.И. Моделирование электропривода: Учебное пособие / М.И. Аксенов. - М.: Инфра-М, 2014. - 104 c.
15 Москаленко, В.В. Системы автоматизированного управления электропривода / В.В. Москаленко. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2016. - 208 c.
16 Большам Я.М., Крупович В.И., Самовер М.Л. (ред.). Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок Издание второе, переработанное и дополненное. — М.: Энергия, 1975. – 728 с.
17 Чунихин, А. А. Электрические аппараты (общий курс). Учебник для энергетических и электротехнических институтов и факультетов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975. 648 с. с ил.