Проектування електроустаткування промислових установок.

Електроустаткування

промислових підприємств і цивільних споруд

Розділ 1. Вступ. «Електричне освітлення».

Розділ 2. «Металообробні верстати».

Розділ 3. «Електроустаткування підйомно-транспортного обладнання».

Розділ 4. «Електроустаткування наземного внутрішньозаводського

електротранспорту».

Розділ 5. «Електроустаткування компресорних, вентиляційних і насосних установок».

Розділ 6. «Електротермічне устаткування та устаткування для електричного

зварювання».

ВСТУП

Для експлуатації сучасного електрообладнання потрібні різнобічні знання щодо модернізації існуючого електрифікованого і автоматизованого вироб –

ництва та створення нового високоефективного і гнучкого технологічно дос –

коналого виробництва. Спеціалісти в галузі електрообладнання промислових підприємств повинні добре знати електричну частину, конструкцію устано –

вок і технологічні процеси з тим електрообладнанням, яке є основою сучас –

них автоматизованих виробничих комплексів. В сучасній технології і устат –

куванні велику роль відіграє електроустаткування, тобто сукупність

електричних машин, апаратів, приладів і пристроїв, використанням яких виконується перетворення електричної енергії в інші види енергії і здійснюється автоматизація технологічних процесів.

Першоступеневе значення для автоматизації виробництва має багатодви –

гуневий електропривід і засоби електричного керування. Все більше роз –

повсюдження отримують нові засоби електричної автоматизації технологіч –

них установок, машин і механізмів на базі напівпровідникової техніки су –

часної контрольно-вимірювальної і регулювальної апаратури, безконтактних датчиків, логічних елементів, мікропроцесорів та ЕОМ. З розвитком силової

напівпровідникової техніки стали можливими якісна комутація, регулювання та перетворення струму в силових колах електроустановок.

В сучасних умовах задачі експлуатації, проектування та модернізації існу –

ючого електрифікованого обладнання вирішуються спільними зусиллями технологів, механіків та електриків.

1. Мета і задачі предмету.

Основною задачею предмету “Електроустаткування промислових підпри –

ємств” (далі ЕУ) являється вивчення силового електрообладнання і схем керування промислових установок, а також вивчення питань електричного освітлення.

В зв’язку з цім програмою передбачено вивчення наступних розділив:

1. Електричне освітлення.

2. Металообробні верстати.

3. Піднімальні механізми та механізми безперервної дії.

4. Компресорні, вентиляційні та насосні установки.

5. Електротехнологічне та електротермічне обладнання.

6. Методи та технології пошуку несправностей електроустаткування.

Метою предмету є отримання необхідних теоретичних знань і практичних

навиків, які необхідні для виконання грамотної експлуатації обладнання електроустановок, а також отримання навиків проектування основного електроустаткування промислових електроустановок.

Вивчення предмету базується на знаннях, які отримані з предметів:

1. Теоретичні основи електротехніки.

2. Промислова електроніка.

3. Електричні машини і апарати.

4. Основи електроприводу (ОЕП).

5. Системи керування електроприводом (СКЕП).

6. Електроавтоматика промислового устаткування.

7. Електричні вимірювання.

8. Конструкційні і електротехнічні матеріали.

9. Технічна механіка.

10. Електропостачання підприємств.

Проектування електроустаткування промислових установок.

Проектування електроустаткування більшості промислових установок можливо проводити за єдиною методикою, тому що є багато спільного у побудові електричних схем і монтажі електричних машин та апаратів.

2.1. Склад проекту виробничого механізму.

1. Технічне завдання (вихідні дані) на проектування електроустаткування

складається після встановлення конструктивних форм і технологічних показ - ників, враховуючи ступінь його електрифікації.

Вимоги до ЕУ:

- забезпечення технологічної можливості машини,

- зручність і надійність електричного керування,

- забезпечення електробезпеки,

- проект повинен бути економічно виправданим,

- проект повинен відповідати екологічним вимогам.

В технічному завданні вказується:

- кількість і призначення електродвигунів,

- вихідні дані для визначення потужності і частоти обертання,

- характер руху механізмів, наявність реверсу і гальмування, діапазон і плавність регулювання обертів,

- форми керування (ручне, електродистанційне, автоматичне або програмне),

- вимоги до місцевого освітлення,

- ергономічні вимоги,

- пристрої захисту.

2. Принципова електрична схема*⁾ з описом роботи являється основною

схемою проекту ЕУ, дає загальне зображення про роботу системи і є джере –

лом для складання схем з’єднань і підключень, а також для оформлення пе –

реліку елементів.

*⁾ Схемою електричного кола називається графічне зображення її елементів (електричних машин та апаратів), а також зв’язків між ними за допомогою умовних графічних позначень.

По принциповій схемі здійснюється перевірка правильності електричних з’єднань при монтажі і перевірка справності елементів і вузлів ЕУ при по –

шуку несправностей в процесі експлуатації електроустановок.

3. Розміщення електрообладнання може бути виконане як на виробни -

чому механізмі так і зовні його в залежності від виду і розмірив механізму.

На механізмі встановлюється електрообладнання, яке конструктивно

пов’язане з робочими органами машини: електродвигуни приводів; електро –

гальмівні пристрої; електромагнітні муфти; апарати визначення положень механізму та ін.

Зовні механізму розташовується електрообладнання, яке як правило, не пов’язане з виробничим механізмом і яке має великі габарити та масу (силові трансформатори, перетворювальні агрегати, шафи з апаратурою керування та ін.)

4. Схеми з’єднань вузлів і елементів розроблюються після складання

ескізу розміщення апаратури і принципової електричної схеми і на їх основі.

Ці схеми відображають дійсне розташування окремих апаратів і вузлів ЕУ

в шафах, нішах, на панелях керування та ін. При цьому використовують ти ж самі умовні позначення, що і на принциповій схемі. Схеми з’єднань також

відображають спосіб здійснення електричних з’єднань.

Основні правила складання схем з ’ єднань.

1. Приєднання проводів виконується тільки до затискачів апаратів, елек –

тричних машин, приладів або до наборів зовнішніх затискачів (клемних ко –

лодок, які випускаються промисловістю на І_н = 10; 25; 60 і 200 А, на U_н до 500 В).

2. До одного затискача рекомендується приєднувати не більше двох про –

водів; при наявності більшої кількості проводів необхідно використовувати здвоєні затискачі.

3. В межах однієї панелі всі розгалуження проводів між апаратами реко –

мендується робити на затискачах апаратів і не використовувати проміжні затискачі.

4. Категорично не допускається з'єднання проводів помимо затискачів (за

допомогою скруток або пайки).

Зображення проводів, які ідуть від наборів затискачів або апаратів в одному

напрямку, може бути виконано двома способами:

- зображати пучки проводів на схемі одною товстою лінією;

- кожний провід показувати окремо.

Схема підключення (зовнішнього монтажу) являє собою схему електро –

проводки на підставі принципової схеми і ескізу розташування електрооб –

ладнання.

Види проводок:

Машинна, яка прокладається на корпусах і деталях виробничого механізму або в порожнинах корпусних деталей машин. З метою захисту проводів від механічних пошкоджень і впливу технічних рідин вони прокладаються в

тонкостінних металевих трубах або металорукавах, внутрішній діаметр і

конфігурація яких повинні забезпечувати слободне протягування і заміну

проводів.

На кожні 7 – 10 проводів кіл керування додається один резервний провід.

Панельна і блочна проводка виконується, як правило, жорстким проводом (ПВ, ПР, ПМВ) з мідною жилою з перерізом по струму навантаження, але не менше 1мм². (дозволяється використовувати в колах підсилювальних прист –

роїв провід діаметром 0, 75мм², на платах і в блоках 0, 5 і 0, 35мм²)

На кранах переріз проводів не менше 2, 5мм², робоча напруга н.м. 500 В.

Зовнішня проводка прокладається по полу або фундаменту верстата, вико –

нується в сталевих трубах, коробах або в спеціальних каналах, які закрива –

ються щитами, а також відкрито по стінам виробничих приміщень.

Літерні і цифрові позначення в електричних схемах.

Літерні і цифрові коди та графічні позначення в електричних схемах повинні відповідати вимогам ЄСКД.

Кола в схемах маркуються послідовно – від вводу джерела живлення до споживача.

Ділянки електричних кіл, які мають відгалуження маркуються за годинни –

ковою стрілкою – зліва направо і з верху до низу.

В трифазних колах фази маркують А, В, С, N.

В двофазних колах – А, В; В, С; С, А.

В однофазних колах – А; В; С.

В електричних схемах постійного струму ділянки кіл позитивної полярності маркують непарними числами, а негативної – парними.

Маркування кіл керування, захисту, сигналізації і вимірювання виконують окремими числами в межах виробу. В колах керування змінного струму всі затискачі і провода, які підключаються до однієї фази маркуються парними числами, а до другої фази – непарними.

Загальні точки з'єднань декількох елементів на схемі мають один і той же номер. Після проходження через контакт, котушку, сигнальну лампу, резис –

тор і т. п. номер змінюється.

Для виділення окремих видів кіл індексація здійснюється таким чином, щоб кола керування мали номера від 1 до 99, кола сигналізації – від 101 до 191 і т. д.

Кола керування в складних схемах слід приєднувати до мережі через понижуючий трансформатор. Це виключає електричний зв’язок з силовим колом і усуває хибне спрацювання апаратів.

При використанні в установках тільки двигунів постійного струму в схемах

керування слід використовувати також апарати постійного струму.

Сигнальні лампи включаються на понижену напругу: 6, 12, 24 або 48 В.

Для прикладу розглянемо електричні схеми і ескіз розміщення електрооб –

ладнання токарно-гвинторізного верстата 16К20.

Рис.2.2. Розташування електрообладнання на токарно-гвинторізному верстаті 16К20.

1 – місце встановлення двигуна головного приводу; 2 – рукоятка керування фрикційною муфтою

шпинделю; 3 – електрошафа; 4 – ввідний вимикач; 5 – сигнальна лампа; 6 – вимикач насосу охолодження; 7 – амперметр в колі двигуна головного приводу; 8 – світильник місцевого освіт –

лення; 9 – вимикая світильника; 10 – кнопка швидкого ходу супорта; 11 – рукоятка механічного переміщення супорта; 12 – рукоятка керування фрикційною муфтою (дублює рукоятку 2);

13 – кнопкова станція приводу шпинделю.

На основі принципової схеми складемо, наприклад, монтажну схему панелі керування даного верстату:

Рис.2.3. Схема з'єднань (монтажна схема) електрошафи токарного верстату 16К20.

З'єднання всіх елементів електрообладнання установки виконується за допомогою загальної схеми (схеми підключень) електрообладнання, яка складається на підставі принципової схеми і ескізу розміщення електрооб –

ладнання на верстаті (Рис. 2.4.)

Рис.2.4. Загальна схема електроустаткування токарно-гвинторізного верстату 16К20.

Всі кінці проводів повинні бути промарковані відповідно з нумерацією, яка є на схемі з'єднань, принциповій і загальній, що є необхідним при виконанні монтажних і ремонтних робіт.

Для електроустановок, які мають нескладні електричні схеми можливо поєднання декількох схем в одну, наприклад поєднання електричної прин –

ципової схеми і схеми з'єднань дає різновид електричної схеми, яка має назву: “Схема електрична принципова і з'єднань”.

5. Опис роботи електричної схеми і перелік елементів.

Опис електроустаткування виробничого механізму складається з трьох частин:

1) загальні відомості про електроустаткування;

2) опис дії електричної схеми;

3) перелік блокувань і захисту.

В перший частині опису вказується повний перелік, призначення і технічні дані електричних машин та інших силових елементів, при цьому вказуються режими роботи (при необхідності принцип дії), організація електроживлення. Надається характеристика функціонально об’єднаної апаратури керування, захисту і сигналізації.

В опису дії електричної схеми надається порядок роботи елементів елек –

троустаткування для робочих і налагоджувальних режимів.

В переліку блокувань і захисту вказується їх призначення і надається по –

яснення дії всіх блокувань і захисту ЕУ, а також розглядаються питання електробезпеки.

Перелік елементів ЕУ надається до кожної окремої принципової схеми. Він містить інформацію:

- про призначення елементу;

- назву елементу;

- тип елементу;

- позиційне позначення;

- місце встановлення (при необхідності).

Крім того на схемі можуть приводитись діаграми роботи перемикачів ке –

рування і командоапаратів, схематичне розміщення шляхових (кінцевих) вимикачів та ін.

Всі графічні і текстові матеріали виконуються відповідно ЄСКД.

 

Розділ 1. “ЕЛЕКТРИЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ”

 

Тема 1.1. Джерела світла і освітлювальні прилади.

1. Типи освітлення.

В залежності від виду джерела світла освітлення поділяється на природне і штучне. При природному освітленні джерелом світла являються небесні сві –

тила (Сонце, відбите сонячне світло та світло зірок), яке використовується для освітлення робочих приміщень та майданчиків. В залежності від розта –

шування віконних прорізів, через які проникає світло, природне освітлення поділяється на верхнє, бокове і комбіноване (рис.1.1; рис1.2).

При штучному освітленні в якості джерел світла використовуються, як правило електричні освітлювальні установки з лампами розжарювання або з газорозрядними лампами.

Рис.1.1. Типи освітлення.

 

 

Робоче освітлення обов’язкове в усіх робочих приміщеннях і на робочих територіях для забезпечення нормальної роботи, проходу людей і руху тран –

спорту. Робоче освітлення поділяється на місцеве і загальне.

Різновидами робочого освітлення являються чергове і охоронне освітлення, які забезпечують нормальну видимість в межах роботи чергового і охоронно- го персоналу.

Аварійне освітлення використовується для продовження роботи в випад –

ках, коли раптово виключається робоче освітлення (при аварії) і пов’язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання може викликати вибух, пожежу, отруєння людей, порушення роботи об’єктів.

Різновидом аварійного освітлення є евакуаційне, яке влаштовують в при –

міщеннях з великим скупченням людей (більше 50 чол.), в місцях небезпеч –

них для проходу в темряві, при наявності обладнання, робота якого в темряві може викликати нещасні випадки, в проходах і місцях роботи, якщо евакуа –

ція може викликати травматизм серед робочих.

В залежності від розміщення робочих зон штучне освітлення поділяється на внутрішнє і зовнішнє.

При нормальних умовах роботи робоче і аварійне освітлення вмикаються одночасно і разом забезпечують потрібну за нормами освітленість.

Мережа аварійного освітлення повинна бути, як правило, окремою від мережі робочого освітлення і отримувати живлення від окремого джерела

однофазного або трифазного змінного струму або постійного струму. При живленні аварійного освітлення від мережі робочого освітлення повинні бути передбачені станції автоматичного переключення аварійного освітлення.

Станції аварійного переключення виготовляються у вигляді блоків БУ або панелей ПУ, які можуть встановлюватися в електрошафах, на дверцятах яких встановлюють сигнальні лампи, які показують стан контакторів нормального

і аварійного живлення (“відключене”, “включене”).

 

 

2. Нормування освітлення.

А) природного.

Природне освітлення характерне тім, що виникаюча освітленість зміню –

ється в широких межах і залежить від часу доби, року, метеорологічних умов, місця знаходження будівлі, а також відбиваючими властивостями земної поверхні.

Нормованою величиною для природного освітлення є коефіцієнт природ-

ного освітлення КПО (е_н) – відносна величина, яка являє собою відсоткове відношення освітленості в даній точці приміщення (Е_в) до одночасного

значення зовнішнього горизонтального освітлення (Е_н), яке здійснюється світлом повністю відкритого небозводу.

Регламентуючим документом являється “Будівельні норми і правила” БНІП, який визначає нормоване значення е_н, враховуючі характер зорової роботи і системи освітлення:

е_н= е× m× c, де

- m – коефіцієнт світлового клімату (залежить від району знаходження будівлі),

- с – коефіцієнт сонячності клімату (злежить від орієнтації будівлі на місці відносно сторін світу),

- е – фактичне значення КПО.

Для кожного робочого приміщення будується крива значень е в характер –

ному перерізі:

 

 

На рис.1.2. приведені криві значень КПО (е) в залежності вид типу при –

родного освітлення:

а) одностороннє бокове, б) двостороннє бокове, в) верхнє, г) комбіноване.

Б) штучного.

В діючих нормах проектування промислового освітлення задається як ве –

личина мінімального освітлення так і його якість (показник засліпленості і дискомфорту, глибина пульсацій світлового потоку).

Допустимий коефіцієнт пульсацій в залежності від системи освітлення і характеру роботи, яка виконується не повинен перевищувати 10 ¸ 20 %.

Для обмеження засліпленого впливу світильників загального освітлення

показник засліпленості не повинен перевищувати 20 ¸ 30 одиниць в залеж –

ності від тривалості і розряду зорової роботи (8 розрядів). Об’єкти підвище-

ної яскравості в полі зору може викликати співчуття зорового дискомфорту.

Значення показника дискомфорту визначається по спеціальним таблицям в залежності від типу світильника, розмірив приміщення і коефіцієнтів відбит- тя його поверхонь (стін, полу, стелі).

 

 

3. Світлова енергія. Основні світлотехнічні величини і одиниці їх

вимірювання.

Світло – це потік електромагнітної енергії зі спектром хвиль 10 ¸ 34× 10⁴ нм (оптична область спектру).

Оптична область спектру поділяється:

- інфрачервоне випромінювання 34× 10⁴ ¸ 770 нм;

- видиме випромінювання 770 ¸ 380 нм;

- ультрафіолетове випромінювання 380 ¸ 10 нм.

Та частина світлової енергії, яка сприймається зором людини як світло, на –

зивається світловим потоком F і вимірюється в Люменах (Лм). Зір людини найбільше чутливий до випромінювання l = 555 нм (жовто-зелений колір).

 

 

Всі джерела світла випромінюють світловий потік в просторі нерівномірно, тому введена одиниця просторової густини світлового потоку – сила світла І,

яка визначається як відношення світлового потоку dF, який виходить від джерела і розповсюджується всередині елементарного тілесного кута, до величини цього кута dW:

І = dF / dW.

За одиницю сили світла прийнята Кандела (Кд). 1Кд – це сила світла, яке випромінюється джерелом в заданому напрямку як монохроматичне випро –

мінювання з частотою 540× 10¹² кГц, енергетична сила якого складає 1/683 Вт/ср.

Світність- М, Лм/м² – це густина світлового потоку, який випромінюється (відбивається) по площі тіла, яке випромінює (відбиває) світло.

 

Освітленість- Е, Лк (Люкс), - це густина світлового потоку по поверхні, яка їм освітлюється:

Е = I_a× Cos a / R².

Яскравість- L, Кд/м², - це густина сили світла по площині тіла, яке випромінює.

 

L_a = I_a / S_a.

 

Оптичні властивості матеріалів.

Оптичні властивості матеріалів характеризуються коефіцієнтами:

- відбиття r = F_r/F_п , F_п – світловий потік, який падає на

- пропускання t = F_t/F_п , поверхню.

- поглинання a = F_a/F_п . r + t + a = 1.

По характеру розсіяння світлового потоку матеріали поділяються на:

- дифузно розсіваючи;

- направлено розсіваючи (матовані);

- змішано розсіваючи.

Такі властивості мають спеціально вироблені зі скла або пластмаси розсіювачі світильників, які призначені для розподілення світлового потоку у необхідному напрямку.

 

 

4.Електричні джерела світла.

По способу генерування світлового випромінювання джерела світла поді –ляються на температурні і люмінесцентні, тобто лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Основні параметри електричних джерел світла:

- номінальна потужність, Вт;

- напруга живлення, В;

- пусковий і робочий струм, А;

- номінальний світловий потік, Лм;

- світлова віддача, Лм/Вт;

- спад світлового потоку через визначений час експлуатації, %;

- середня тривалість горіння (ресурс), год.

Лампи розжарювання (ЛР).

Лампи розжарювання є найбільш простими в експлуатації джерелами світла. Принцип дії лампи розжарювання заснований на випромінюванні світла розігрітим до високої температури (2400 – 3000 ^оС) тілами – нитка –

ми розжарювання. Будова лампи розжарювання приведена на Рис.1.3.

 

Рис.1.3. Будова лампи розжарювання.

 

 

Промисловістю для роботи в освітлювальних установках загального і міс –

цевого освітлення випускаються лампи розжарювання з наступними харак –

теристиками:

номінальна напруга U_н : 12; 24; 36; 110; 127; 220 В,

номінальна потужність Р_н: 15; 25; 40; 60 (75); 100; 150; 200; 300; 500; 750; 1000; 1500 Вт,

світловіддача y = Ф/Р, Лм/Вт, y = 7¸ 16, [y = f(Р)],

термін служби (ресурс) t = 7000 ¸ 20000 год.

Для збільшення ресурсу ламп розжарювання їх балони вакуумуються або заповнюються інертними газами, а для направлення світлового потоку їх балони мають різне покриття, що відображається в маркуванні ламп.

Маркування ЛР.

По заповненню балона ЛР можуть бути:

- тип В – вакуумні, (15 ¸ 25 Вт),

- тип Г – газонаповнені, моноспіральні, (аргон = 12 ¸ 16% азот)

- тип Б – біспіральна, (аргон = 12 ¸ 16% азот)

- тип БК – біспіральна з криптоновим заповненням.

По призначенню і оформленню:

- ЛОН - лампа загального призначення;

- ДС - декоративна “свічка”;

- ДШ – декоративна “шар”;

- О – опалинова (матова, білого кольору);

- ИЛ – ілюмінаційна;

- МО – місцевого освітлення;

- МОД – місцевого освітлення з дифузійним покриттям;

- МОЗ - місцевого освітлення дзеркальна;

- РН – різного призначення;

- МН – мініатюрна;

- К – з колбою з кварцового скла;

- А – автомобільні;

- АКГ – автомобільна кварцова галогенна;

- КГИ – кварцова галогенна з інтерференційним відбивачем;

- ЗН – дзеркальна розжарювання;

- НЗК – дзеркальна з концентрованим світлорозподілом;

- НЗС - дзеркальна з середнім світлорозподілом.

Звичайні лампи розжарювання мають гвинтовий цоколь наступних стан –

дартів: Е14 (міньйон), Е27 (стандартний), Е40 (голіаф).

 

 

Галогенні лампи розжарювання.

В галогенних лампах в якості наповнювача колби використовують пари йоду. При цьому випарені зі спіралі атоми вольфраму повертаються на спіраль. Це дозволило підвищити температуру нагріву і підвищити світ –

ловіддачу на 30 ¸ 50 % (в звичайних лампах лише 10 ¸ 18% електроенергії перетворюється на світло). Галогенні лампи крім всього мають більш повний спектр випромінювання. Балон галогенної лампи виготовляють зі кварцового скла, яке витримує більш високі робочі температури.

Приклади маркування ламп:

1) В125-135-25 - лампа вакуумна з прозорою колбою, діапазон робочої напруги 125 – 135 В, потужність 25 Вт.

2) КИ220-1000-5 - кварцова, йодна, робоча напруга 220 В, потужність 1000 Вт, 5 – номер розробки.

 

Люмінесцентні лампи низького тиску (ЛЛ).

Підвищити частку видимого випромінювання дозволяє використання елек-

тричного розряду в газі низкого тиску – в парах ртуті в декілька мм рт. ст.

Принцип дії ЛЛ заснований на використанні ультрафіолетового випроміню- вання (УФВ) в парах ртуті низького тиску, які наповняють лампу, при про –

ходженні через них електричного струму з подальшим перетворенням УФВ в видиме світлове випромінювання за допомогою люмінофорів.

В скляну трубку лампи введена невелика кількість аргону і краплина ртуті. Газ іонізується за рахунок емісії електронів з поверхні розігрітих до 800 ^оС електродів лампи. По мірі росту іонізації і провідності газу виникає електричний розряд – спочатку в атмосфері розрідженого аргону і потім в парах ртуті, який викликає сильне УФВ. УФВ діє на шар люмінофору, який перетворює УФВ в видиме випромінювання, яке через скло лампи проходить в навколишній простір. В наслідок чого виникає “змішане” світло по спек –

тральному складу близьке до сонячного і добре сприймається зором людини.

Ресурс люмінесцентних ламп складає понад 15000 год. Світловіддача в 5 разів більша ніж у ламп розжарювання.

 

Будова газорозрядних ламп і стартера приведена на рис.1.4:

 

1 – штиркові цоколі; 2 – електроди;

3 – скляна трубка; 4 – різьбовий цоколь;

5 – колба; 6 – люмінофор; 7 – пальник.

 

в)

1 – скляна колба; 2 – рухомий електрод;

3 – нерухомий електрод.

 

Рис. 1.4. Загальна будова:

а) люмінесцентної лампи; б) дугової ртутної лампи; в) стартера.

Дугові ртутні лампи (ДРЛ) являють собою скляну колбу 5, яка заповнена інертним газом (аргоном) і дозованою кількістю ртуті. Всередині колби поміщено запальник 7. При проходженні електричного струму в запальнику

виникає дуга, при цьому аргон і пари ртуті, які знаходяться в колбі, почи - нають світитися з перевагою сине-зелених промінів. Для виправлення світло- вої передачі на внутрішній поверхні колби нанесений шар люмінофору.

Ресурс дугових ртутних ламп складає понад 10000 годин.

Для забезпечення роботи газорозрядних лампам призначені спеціальні схеми і апарати, які представлені на рис. 1.5.

МГЛ – металогалогенні лампи мають в парах ртуті домішки: йодисті з'єднання натрію, талію та індію, які значно підвищують світловіддачу ламп.

НЛВД – натрієва лампа високого тиску, в якій використовується розряд в парах натрію. Має саму високу світловіддачу, але ж і високу пульсацію світлового потоку.

ДКсТ – дугова ксенонова трубчата. Має добру передачу кольору і великі потужності: 5; 10; 20; і 50 кВт.

 

 

~ 220 В ~ 220 В

 

Рис. 1.5. Схеми включення: а – люмінесцентної лампи (ЛЛ); б – лампи ДРЛ.

СТ – стартер; КР – конденсатор для заглушування радіозавад; К – конденсатор для компенсації реактивної потужності; Др. – дросель; Тр – трансформатор.

 

Люмінесцентні лампи виготовляють з різними відтінками: ЛБ – білого;

ЛХБ – холодного білого; ЛТБ – тепло-білого; ЛД – денного світла; ЛДЦ – денного правильної передачі світла. Лампи ЛД і ЛДЦ використовують на виробництвах, де необхідне правильне розрізнення кольору; ЛТБ – в адмі –

ністративних і культурно-побутових приміщеннях; ЛБ і ЛХБ – в інших приміщеннях.

При включенні газорозрядних ламп в двопровідні лінії змінного струму виникають пульсації світлового потоку, які викликають стробоскопічний ефект, при якому обертаючи частини механізму здаються нерухомими,

виникає стомлення зору, що може привести до нещасних випадків на ви –

рибництві.

 

4.Світильники.

Світильником називається освітлювальний прилад ближньої дії, призначе- ний для освітлення об’єктів, які знаходяться на відстанях в десятки разів більше ніж розміри самого світильника і для розміщення в йому джерел світла(ламп), пуско-регулювальної та комутаційної апаратури, а також

елементів корекції світлового потоку (розсіювачів або світлофільтрів чи відбивачів). По призначенню, - в залежності від місця встановлення світиль- ники поділяються на світильники зовнішнього освітлення(ліхтарі та прожек-

тори), світильники внутрішнього та світильники місцевого освітлення.

Відповідно стандарту світильники класифікуються по ступеню захисту від пилу і води : а) – від пилу:

- відкриті;

- перекриті з неущільненою світлопропускною оболонкою;

- повністю пилозахищені;

- частково пилозахищені (захищені лише струмопровідні частини);

- повністю пилонепроникнені:

- частково пилонепроникнені.

 

б) – від води:

- незахищені; - брискозахищені;

- краплезахищені; - струмозахищені,

- дощевозахищені;

Для роботи в виробничих приміщеннях з хімічно агресивними середо – вищами використовують світильники, які захищені від впливу хімічно

агресивного середовища (хімічно стійкі). Такий світильник складається з хімічно стійкого пластмасового корпусу, отвір для вводу провідників живлення має ущільнення, а прокладка з термостійкої гуми не допускає проникнення всередину світильника хімічно агресивних речовин. Арматура

ламп виготовляється, як правило, з фарфору.

Для освітлення вибухонебезпечних приміщень використовують вибухо - захищені світильники, які виготовляють за видами вибухозахисту:

- для ламп розжарювання: “вибухонепроникаюча оболонка” або “підвищена надійність проти вибуху”;

- для люмінесцентних ламп – з видом вибухозахисту “підвищена надійність проти вибуху”.

В вибухозахищених світильниках скляний ковпак і корпус світильника

мають велику механічну міцність і тому здатні витримати внутрішній тиск, який створює вибухонебезпечна суміш під час її підпалювання. Для захисту від механічних пошкоджень скляний ковпак захищається металевою сіткою.

Вибухозахищені світильники комплектуються патроном з іскрогасильною камерою і механічним блокуванням, яке забезпечує замикання кола лампи коли вона повністю вкручена в гільзу патрону. Подача напруги припиняється при відкриванні світильника спеціальною контактною пружиною.

Для освітлення виробничих приміщень, в яких технологічний процес пов’язаний з подрібненням сировини, використовуються світильники з товстою скляною лінзою і додатковим металевим щитом, який захищає лінзу і лампу від попадання осколків та уламків сировини.

Різноманітність світильників по ступеню захисту від впливу зовнішнього середовища дає можливість підібрати необхідне конструктивне виконання світильника практично для будь яких умов роботи і навколишнього середо - вища як для роботи в приміщеннях так і на відкритому повітрі.

В залежності від виду ламп світильники можна поділити на світильники для ламп розжарювання, на світильники для люмінесцентних або газорозрядних ламп.

В залежності від способу встановлення світильники можна поділити на підвісні (стельові) та на бокові (настінні). Спосіб встановлення світильників залежить від характеру роботи і розташування робочих місць в виробничому приміщенні. Світильники місцевого освітлення встановлюються безпосе – редньо на робочому місці на пристосуваннях, які дозволяють встановлювати світловий потік в зручному напрямку.

 

 

Конструкція світильників.

 

А) світильники для внутрішнього освітлення.

 

 

Рис.1.6. Світильники для внутрішнього освітлення.

а) – незахищений типу Уз з відбивачем і скляним затінювачем; б) – частково пилоза –

хищений типу ГсУ; в) – повністю пилозахищений і краплезахищений типу ПГ.

г) - повністю пилозахищений і краплезахищений типу ПВЛ для люмінесцентних ламп.

Рис.1.7. Хімічно стійкі

світильники.

а) - для ламп розжарювання типу “Астра”;

б) – для ламп ДРЛ типу УПД.

1 – корпус; 2 – патрон; 3 – клемна колодка; 4 – екран;

5 – відбивач.

 

 

Рис.1.8. Вибухозахищені світильники для ламп розжарювання.

а) – ВЗГ-200; б) – В4А-200; в) – В4А-100; г) – В4А-50.

 

Рис.1.9. Люмінесцентний світильник підвищеної надійності проти вибуху

НОГЛ-1´ 80.

Рис.1.10. Загальний вигляд світильника TCS 058-L фірми “PHILIPS”.

 

Рис.1.11. Приклад кріплення світильника ЛПО.

1- скоба; 2 – основа; 3 – торцева кришка; 4 – розсіювач; 5 – клемна клодка.

 

Рис.1.12. Будова патрону з

іскрогасильною камерою.

1 – центральний контакт;

2 – іскрогасильна камера;

3 і 5 – контактні гвинти;

4 – контактна пружина;

6 – різьбова гільза;

7 – корпус патрону.

 

Основні характеристики світильників.

1) потужність джерела світла (лампи);

2) напруга мережі живлення;

3) ККД, - h = F_к.св./ F_л;

4) Захисний кут g = arctg h / (R+r), де

h – відстань від тіла розжарювання до площини світлового отвору,

R – радіус світлового отвору,

r – радіус тіла розжарювання.

5) Крива сили світла (залежність І_a(a).

По вигляду кривої світла світильники поділяються:

- глибоко випромінюючі типів К, Г, Д;

- широко випромінюючі типів Л і Ш.

Тема 1.2. Проектування освітлювальних установок.

1. Світлотехнічний метод розрахунку освітлювальних установок.

Розрахунок електричного освітлення має метою визначення наступних характеристик освітлювальної електроустановки:

- кількість, тип і розміщення світильників;

- тип і потужність ламп, які забезпечують встановлену нормами освіт –

леність робочих місць;

- загальну потужність електроустановки..

Внутрішнє освітлення виробничих і допоміжних приміщень

підприємств виконується лампами розжарювання, люмінесцентними або ртутними.

Лампи розжарювання краще використовувати для освітлення приміщень

З особливо важкими умовами середовища – з наявністю пилу, вологи, хі –

мічно агресивних парив, а також пожежо та вибухонебезпечних. Для аварійного освітлення, яке перемикається на живлення від джерел постійного струму.

Люмінесцентні лампи використовують для освітлення приміщень самого

різного призначення. Найбільш раціонально використовувати їх в примі – щеннях, в яких виконується роботи, які вимагають розрізнення дрібних деталей та кольору виробів.

Дугові ртутні лампи рекомендується використовувати для освітлення великих площин з висотою більше ніж 6 метрів.

Висота підвішування від полу для світильників з лампами потужністю менше ніж 500 Вт максимально 6 м, потужністю більше ніж 500 Вт – 12 м.

В приміщеннях, де за місцевими умовами висота підвішування менше ніж

2, 5 м, світильники повинні мати матові розсіювачі або лампи з матовою колбою потужністю не більше ніж 60 Вт.

 

Мінімальна висота підвішування світильників вибирається такою, щоб надійно обмежувалася їх засліплююча дія.

 

Необхідні вихідні дані:

- розміри робочої площини, яку необхідно освітлювати S_р;

- необхідна за встановленими санітарними нормами освітленість робочих місць Е_н;

- характеристика навколишнього середовища (вологість, запиленість, наявність хімічно агресивних парив, пожежна та вибухова небезпеч - ність),

- порядок розміщення робочих місць в виробничому приміщенні.

Вибір освітленості здійснюється на підставі санітарних норм, які перед –

бачені Будівельними нормами і правилами (Бніп). Освітленість нормується за вісім¢ ю розрядами, які характеризують зорову роботу людини.

 

 

2.Вибір системи освітлення і коефіцієнта запасу.

Системи виконання освітлювальних установок бувають двох типів:

- загального освітлення;

- комбінованого освітлення (загальне в комбінації з місцевим).

Система загального освітлення використовується в виробничих приміщен -

нях з рівнем освітленості до 150 Лк.

Система комбінованого освітлення використовується для виробничих при-

міщень з І – IV розрядами зорової роботи.

Значення освітленості від світильників загального освітлення в системі комбінованого освітлення для різних розрядів зорової роботи надаються в довідниковій літературі (ЭТС т.3. кн.2. табл. 48-22).

Для освітлення приміщень, як правило, використовують газорозрядні лампи (ЛЛ, ДРЛ, ДРИ, НЛВД). Використання ламп типу ДКсТ всерединіприміщень допускається тільки за узгодженням з закладами охорони здоров¢ я.

 

При виборі типу світильників необхідно враховувати:

- передачу кольору (ЭТС т.3. кн.2. табл. 48-23);

- вимоги до світлорозподілу (ЭТС т.3. кн.2. табл. 48-24);

- вимоги до обмеження засліпленості;

- економічність установки в цілому.

При системі загального освітлення використовується рівномірне і локалі –

зоване розміщення світильників. При цьому враховується розташування ро –

бочих місць в виробничому приміщенні. Робочі місця (верстати) можуть бути

розташовані або по центру, або біля стін приміщення.

 

Варіанти рівномірного розміщення світильників.

а) б)

l L_b l L_b

l l l

L_a L_a

 

 

Рис. 1.14. Варіанти розміщення світильників.

а) по вершинам прямокутника б) по вершинах ромбу (шахове)

 

2. Розрахунок освітлювальної установки методом використання світлового потоку.

 

1) Н_р – висота підвішування світильників: Н_р = Н – 2м, де

Н – висота приміщення, м.

(висота від полу до кран-балки: Н_к = Н – 3м)

2) Попередній вибір значень.

 

Вибір оптимальної відстані між світильниками визначається за спів –

відношенням: L / Н_р (по табл. 48-28).

(для ЛЛ н.б. 1, 4; для світильників з затінювачами н.б. 1, 2).

Або: - для прямокутного розміщення: ;

- для шахового розміщення:

відстань від ряду світильників до стін:

- l = (0, 25 – 0, 3)L, - робочі місця біля стін,

- l = (0, 4 – 0, 5)L, - робочі місця по центру.

3) Визначення показника приміщення j по формулі:

, (або по табл. 48-31).

Показник приміщення – це величина яка характеризує розподіл світлового потоку в залежності від геометричних розмірив приміщення.

 

4) По довідниковим даним (табл. 48-30) знаходимо значення коефіцієнту

використання освітлювальної установки n, при цьому враховуємо харак - тер відбиваючих світло поверхонь приміщення (пол, стіни, стеля).

 

Коефіцієнт використання світлового потоку визначає яка його частина потоку ламп попадає на робочу поверхню.

 

5) Визначаємо світловий потік лампи, необхідний для забезпечення мінімальної освітленості:

 

, де

Ф_л – розрахунковий світловий потік лампи;

Е_н – нормоване значення освітленості;

k_з – коефіцієнт запасу (табл. 48-21);

Z – коефіцієнт мінімальної освітленості (табл.48-29);

n – кількість встановлених світильників (ламп);

n - коефіцієнт використання освітлювальної установки.

6) По довідниковим даним вибираємо лампи з номінальним світловим потоком Ф_н» Ф_л.

 

6) Визначаємо розрахункову освітленість: Е_р = Е_н× Ф_н / Ф_л.

7) Перевіряємо відповідність розрахункової і нормованої освітленості за умовою:

Ризниця не повинна перевищувати (-10 ¸ +20)%.

Якщо умова не виконується, розрахунки треба повторити змінивши

кількість ламп.

8) Потужність освітлювальної установки: Р = Р_н.л× n_л.

3. Розрахунок освітлювальної установки методом питомої потужності.

Суть методу питомої потужності заключається в тому, що для розрахунків використовуються готові таблиці, в яких надається значення питомої потужності, яка приходиться на одиницю площі робочою поверхні, для різних типів світильників і різної величини необхідної освітленості.

Вихідними даними для розрахунку являються:

1) площина приміщення S_р, м²,

2) висота підвішування світильників над робочим місцем Н_р, м,

3) нормована освітленість даного приміщення Е_н, Лк, (таб. 48-33).

Порядок розрахунку:

 

1. Намічаємо число світильників при оптимальному їх розташуванні, n.

2. За вихідними даними з довідникової літератури (таб. 48.33) знаходимо значення питомої потужності w, Вт/м².

3. Визначаємо розрахункову потужність одної лампи:

4. Вибираємо ближчу за потужністю Р_н лампу. Якщо Р_н відрізняється більше ніж на 10% від Р_л, то виконується розрахунок з іншою кількістю світильників

 

5. Електричне навантаження цехової мережі від освітлювальної апаратури:

Р = Р_н × n» Р_осв.

 

3. Електричне освітлення зовнішніх територій.

 

Електричне освітлення зовнішніх територій і споруд промислових підпри – ємств здійснюється за допомогою прожекторів заливаючого світла та сві –

тильниками зовнішнього освітлення.

Загальне освітлення відкритого простору (майданчиків, відкритих сховищ,

зовнішніх технологічних установок та ін.) виконують прожекторами типів ПЗС (ПЗМ) - Прожектор Заливаючого світла зі Скляним (Металевим) відби –

вачем, з лампами розжарювання потужністю 200, 500 і 1000 Вт і лампами ДРЛ потужністю 400 і 700 Вт. Прожектори встановлюються на поворотних лірах, що дає можливість обертати і нахиляти корпус прожектору на необ –

хідний кут.

Освітлення доріг виконують світильниками зовнішнього освітлення з лам-

пами розжарювання або ДРЛ.

а)б)

 

 

Рис.1.15. Світильники

зовнішнього

освітлення.

а) – ГКУ02-250 (ДРЛ);

б) – ЖКУ02-400 (НЛВД);

в) – Н4Б-300 на стійці;

г) – прожектор ПЗС (ПЗМ);

д) – СПО-200 підвісний.

 

Контрольні запитання.

1. Які види штучного освітлення Ви знаєте?

2. Якім документом нормується значення освітленості в робочих приміщеннях?

3. Які основні світлотехнічні величини Вам відомі?

4. Розкажіть про будову і принцип дії ламп розжарювання.

5. Розкажіть про будову і принцип дії люмінесцентних ламп?

6. З якою метою в балон галогенної лампи додається йод?

7. Від чого залежить коефіцієнт відбиття світлового потоку від поверхні конструкцій приміщень?

8. Що може бути причиною приниження світловіддачі ламп?

9. Що може бути причиною зменшення встановленого ресурсу ламп розжарювання?

10. В яких випадках використання місцевого освітлення є обов¢ язковим?

11. Яке з трьох значень коефіцієнту відбиття є найбільш вигідним:

А—0, 30? Б—0, 50? В—О, 70?

12. З яких основних пунктів складається проектування освітлювальної установки?

13. Що характеризує показник приміщення?

14. Які освітлювальні пристрої використовують для освітлення зовнішніх територій?

Література.

1. Я.М. Бунич «Электрооборудование промышленных предприятий».

М,. Стройиздат, 1981.

2. п.р. проф. В.Г. Герасимова «Электротехнический справочник» т.3.кн.2.

М, Энергоиздат, 1982.

3. Ю.Д. Сибикин «Справочник электромонтажника».

М, Академия, 2003.

4. Сайт ЗАО «ЭКСПОЦЕНТР»: Интернет: https://www, expocentr, ru

E-mail: igoshin@expocentr, ru

 

 

Розділ 2. МЕТАЛООБРОБЛЮВАЛЬНІ ВЕРСТАТИ.

Загальні відомості

Процес обробки металів являється важливою складовою частиною багатьох виробництв.

В процесі виготовлення деталей матеріалу (металу) необхідно надати виз –

начені розміри, форму та властивості. Це досягається різними видами оброб-

Обробка металів. Металорізальні верстати і машини

Ливарне виробництво. Плавильні печі

Обробка тиском Ковальсько-пре – сове обладнання

Прокатне виробництво Прокатні стани

Обробка різанням. Металорізальні верстати

Різання, зварювання металу Установки електричного зварювання

Ерозійна і ультразвукова об-ка Установки електроерозійної та ультразвукової обробки

Термічна обробка. Печі опору і установки індукційного нагріву

ки металів.

 

 

 

 

Рис.2.1. Види обробки металів.

 

 

Обробка металів різанням займає одне з головних місць в технологічному процесі виготовлення виробів.

Обробка металів різанням здійснюється за допомогою лезового та абра –

зивного інструменту на верстатах різного призначення.

 

 

Тема 2.1. Загальні відомості про металорізальні верстати.

1. Класифікація металорізальних верстатів.

А) по характеру виконуємої роботи, виду інтрументів та формі

поверхні виробів поділяється на: токарні, фре­зерні, свердлувальні і розточувальні, шліфувальні, стругальні, відрізні, універсальні та інші вер­стати, за допомогою яких необхідна форма деталі отримується шляхом механічного відокремлення від неї матеріалу ріжучим інструментом. Вітчизняні заводи виробляють всі види верстатів від мініатюрних автоматів для годинникової промисловості до ба­гатоцільових агрегатів. Як приклади, назвемо оптичні профілюючі верстати, токарні верстати для обробки прокатних валів зав­довжки до 8 м, діаметром більше 1, 5 м і масою до 100 т

 

при темпе­ратурі 900 °С, карусельні верстати для обробки деталей діамет­ром до 20 м, унікальні комбіновані поздовжньо-фрезерні верста­ти для виконання декількох операцій (фрезування, обточування, свердління, стругання, шліфування, обробка лобових контурів тощо) на деталях масою до 200 т. унікальні агрегати з програм­ним керуванням і з програмуванням заміни до

100 інструментів, універсальні фрезерні верстати і числовим програмним керуван­ням для обробки веслових гвинтів розміром від 0, 6 до 7, 5 м. Ра­зом з окремими верстатами розроблені автоматизовані ділянки з декількох верстатів, керовані ЕОМ. які видають завдання кож­ному верстату, виробляють команди на подачу транспортних пристроїв для постачання заготівок і перевезення виробів на склад готової продукції.

 

Б) по технологічним можливостям і характеру організації виробництва:

1) – універсальні і широкого призначення, які призначені для виконання різних операцій обробки виробів багатьох найменувань і типорозмірів; такі верстати використовуються в ремонтних цехах та майстернях і в дрібно –

серійному виробництві.

2)– спеціалізовані, які призначені для обробки деталей, які мають схожу форму (але різні розміри); такі верстати використовуються в серійному виробництві.

3)– спеціальні, які призначені для обробки деталей одного типорозміру і використов

12345678910Следующая ⇒