2.6 Расчет технико-экономических показателей и показателя по

ресурсосбережению

Эффективность наладки электрооборудования подтверждается технико-экономическими показателями.

Рентабельность услуги Rус, %, – показатель оценки эффективного использования текущих затрат на наладку электрооборудования и рассчитывается по формуле

= 20 % (49)

Материалоемкость Ме, руб/руб., показывает долю материальных затрат в выручке продукции и рассчитывается по формуле

= 0,76 руб/руб (50)

Удельный вес топливно-энергетических ресурсов в себестоимости УДтэр,

%, показывает долю топливно-энергетических затрат в себестоимости продукции и рассчитывается по формуле

= 0,8 % (51)

Затраты на 1 рубль реализованной продукции Зреал, руб/руб., – это один из показателей эффективности производства и определяется по формуле

= 0,69 руб/руб (52)

Технико-экономические показатели сводятся в таблицу 16

Таблица 16- Технико-экономические показатели

3 Охрана труда и техника безопасности

3.1 Идентификация опасных и вредных факторов

Идентификацию вредных и опасных факторов необходимо производить в соответствии с ГОСТ 12.0003-74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» и ГОСТ 12.2.007.0-75 «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».

При ремонтах и техническом обслуживании электрооборудования станков с ЧПУ наиболее существенными являются факторы физического и химического характера.

К ним относятся:

• движущиеся машины и механизмы;

• острые кромки и высокая температура поверхности инструмента и обордования, заготовок и отлетающих частиц обрабатываемого материала; - высокое электрическое напряжение;

• отсутствие удобных площадок, расположение рабочих мест на значительной высоте над уровнем пола;

• высокие уровни шума и вибрации;

• запылённость и загазованность воздушной среды, повышенная подвижность воздуха рабочей зоны.

Химически опасные производственные факторы обусловлены наличием в воздухе рабочей зоны сложной смеси вредных паров и аэрозолей, возникающих при пайке и сварке, а также летучими продуктами растворителей и ароматических углеводородов, применяемых при очистке узлов и деталей оборудования.

Растворители, нефтяные масла и СОЖ могут оказать раздражающее воздействие на кожные покровы. Помимо этого, СОЖ является источником биологической опасности, которая связана с развитием болезнетворных микроорганизмов и бактерий при длительной эксплуатации. Но основным из вышеперечисленных факторов является возможность поражения электрическим током, приводящая к электротравмам.

3.2 Перечень защитных мер и средств электробезопасности

Основными причинами поражения электрическим током являются:

• случайное прикосновение к токоведущим частям электрооборудования;

• появление напряжения на электроустановках во время монтажа, ремонта или наладки из-за ошибочного их включения;

• появление напряжения на корпусах машин вследствие пробоя изоляции;

• возникновение шагового напряжения в результате замыкания провода на землю.

Для предотвращения электротравматизма необходимо строго придерживаться рекомендаций и правил электробезопасности.

В ГОСТ 12.1.019-79 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования» приводится перечень средств защиты от опасного действия электрического тока, а также перечень технических и организационных мероприятий пo обеспечению электробезопасности при проведении работ нa электроустановках.

Для защиты от поражения электрическим током применяются следующие меры электробезопасности:

• заземление;

• зануление;

• защитное отключение;

• электрическое разделение сетей;

• применение пониженного напряжения;

• обеспечение недоступности токоведущих частей;

• двойная изоляция.

Заземление - это преднамеренное соединение с землёй металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях оборудования, то есть при «замыкании на корпус».

Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных «замыканием на корпус». Это достигается уменьшением потенциала заземлённого оборудования, а также выравниванием потенциалов за счёт подъёма потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу заземлённого оборудования.

Область применения заземления - трёхфазные трёхпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя - металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй, и заземляющих проводников, соединяющих электроустановки с заземлителем.

Заземляющие устройства делятся на два типа:

• выносное - заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование;

- контурное - одиночные заземлители размещаются по контуру площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или размещается равномерно по всему контуру площадки.

Заземлители могут быть искусственными (стальные трубы, угловая сталь, прутковая сталь) и естественными (водопроводные трубы, железобетонные конструкции зданий, свинцовые оболочки кабелей). В качестве проводников, соединяющих заземлители с заземляемым устройством, применяют, как правило, полосовую или круглую сталь, сечение которой должно быть не менее 1/3 сечения фазных проводников.

Требования к устройству заземления и предельно допустимым уровням напряжения прикосновения приведены в ГОСТ 12.1.030-85 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов».

Сопротивление заземляющих устройств в сетях напряжением до 1000 В при мощности питающего трансформатора менее 100 кВА должно быть не более 10 Ом; в установках, мощностью более 100 кВА - 4 Ом; в установках, напряжением выше 1000 В - 0,5 Ом. Недостатком заземления является возможность длительного существования короткого замыкания фазы на корпус в сетях с изолированной нейтралью, так как оно нe вызывает срабатывания защиты.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой обмотки трансформатора или генератора.

Принцип действия зануления заключается в превращении пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание, с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить установку от питающей сети. В качестве аппаратов защиты применяются предохранители или автоматические выключатели.

Скорость отключения повреждённой установки составляет 5-7 секунд при защите плавкими предохранителями и 1-2 секунды при защите автоматами.

Область применения зануления - трёхфазные четырёхпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью. Обычно это сети напряжением 380/220 и 220/127 В, широко применяющиеся в промышленности. Сечение нулевого защитного должно быть не менее 1/2 сечения фазного, при этом его сопротивление должно быть менее удвоенного сопротивления фазного проводника.

В качестве нулевых защитных проводников рекомендуется применять неизолированные и изолированные проводники, стальные прутки, подкрановые пути, нулевые рабочие проводники электрокабелей, причём запрещается устанавливать в них предохранители и выключатели.

Защитным отключением называется устройство, быстро (не более 0,2 секунды) автоматически отключающее участок электрической сети при возникновении в нём опасности поражения человека током. Основными частями устройства защитного заземления являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения - совокупность элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя (датчик).

Автоматический выключатель - устройство, служащее для включения и отключения цепей под нагрузкой и при коротком замыкании. Обеспечение недоступности токоведущих частей оборудования; подразумевает специальное обустройство помещений, где проводятся ремонтные работы. Полы должны иметь изолирующее покрытие (линолеум, резиновый коврик, древесина); металлические трубопроводы, батареи отопления должны быть ограждены, корпуса электроустановок заземлены.

Электрическое разделение сетей, то есть разделение сети на отдельные небольшие по протяжённости и электрически нe связанные между собой участки. Разделение выполняется с помощью трансформаторов и применяется для питания передвижных установок и ручного электроинструмента в сетях до 1000 В. Изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой ёмкостью проводов относительно земли, благодаря чему значительно улучшаются условия безопасности.

При работе с переносным электроинструментом применяются пониженные напряжения до 42 В, что уменьшает опасность поражения при пробое изоляции. В зависимости от класса помещения применяются напряжения 12В, З6В, 42В.

Двойная изоляция широко применяется в ручном электроинструменте напряжением 220В и обеспечивается установкой дополнительных изоляционных прокладок и втулок для исключения электрической связи между корпусом и встроенной в него электроустановкой. Во избежание шунтирования дополнительной изоляции нe разрешается заземление металлических частей инструмента.

В соответствии с ГОСТ 12.4.011-75 «ССБТ. Средства защиты работающих. Класификация» защитными средствами являются приборы, аппараты, приспособления и устройства, Предупреждающие воздействие на человека опасных производственных факторов.

Для защиты работающих от поражения электротоком используются следующие средства защиты:

• изолирующие оперативные штанги, изолирующие клещи для операций с предохранителями, указатели напряжения, токоизмерительные клещи;

• изолирующие лестницы и площадки, захваты, инструмент с изолированными рукоятками;

• резиновые диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие подставки;

• переносные заземления, временные ограждения, предупреждающие плакаты.

В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83, классифицирующим средства защиты от механического травмирования, к техническим средствам безопасности, применяемым на станках и робототехнических комплексах, относят:

• оградительные устройства, препятствующие попаданию человека в опасную зону и применяются для изоляции систем привода машин и зоны обработки деталей. Они подразделяются на следующие виды:

1) стационарные;

2) подвижные;

3) переносные.

• предохранительные устройства, предназначенные для автоматического отключения подвижных агрегатов при отклонении от нормального режима работы. Они делятся на:

1) ограничители хода (концевые выключатели);

2) ослабленные детали конструкции (срезные штифты,

плавкие предохранители).

• блокировочные устройства, предназначенные для исключения проникновения человека в опасную зону или устранения опасного фактора на время пребывания там человека. Они бывают:

1) механические;

2) электрические (в ограждение встраивается контакт концевого выключателя);

3) электромеханические (ручка рубильника сблокирована с механическим замком ограждения);

4) фотоэлектрические (зона ограждается световыми лучами);

5) радиационные.

• сигнализирующие устройства:

1) оперативные;

2) предупредительные;

3) опознавательные.

3.3 Техника безопасности при ремонте электротехнических устройств

Перед началом работ необходимо проверить:

• наличие резиновых ковриков перед рабочим местом;

• подключение столов радиомехаников, измерительных приборов и аппаратуры к шинам контура заземления. Периодически проверять сопротивление заземления, величина которого не должна превышать 4 Ом;

• подключение источников питания к электроустановкам при работе с напряжением свыше 42 В;

• наличие и исправность блокировок в ремонтируемых установках, столах, стендах, наличие сигнализации об их работе, исправность световой индикации о подаче напряжения на средства измерения, испытательную аппаратуру. He допускается загромождать рабочее место ненужной аппаратурой, документацией, посторонними предметами. Необходимо держать рабочее место в чистоте и порядке.

Перед началом работ необходимо помнить, что в отношении мер безопасности работы подразделяются на выполняемые:

• со снятием напряжения;

• без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи их;

• с частичным снятием напряжения.

Перед началом работ с полным снятием напряжения необходимо выполнить следующие мероприятия:

• произвести все необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения аппаратуры;

• на проводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратуры вывесить плакаты «не включать, работают люди»;

• вывесить предупреждающие и предписывающие плакаты, оградить при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземления.

С токоведущих частей, на которых будет производиться работа, напряжение должно быть снято со всех сторон отключением коммутационных аппаратов с ручным приводом, а при наличии в схемах предохранителей - снятием последних. При отсутствии предохранителей в схемах предотвращение ошибочного включения коммутационных аппаратов должно быть обеспечено такими мерами, как запирание рукояток или дверц шкафа, укрытие кнопок, установка изолирующих накладок между контактами.

На присоединениях, не имеющих автоматов, рубильников и выключателей, плакаты вывешиваются у снятых предохранителей, при установке которых может быть подано напряжение на место работы. He отключённые токоведущие части, доступные для прикосновения, должны быть ограждены щитами, ширмами, экранами, изготовленными из изоляционного материала. Расстояние от них до токоведущих частей должно быть не менее одного метра, на них укрепляются плакаты «стой, высокое напряжение».

Проверять наличие напряжения необходимо указателем заводского изготовления. Если на месте ремонта имеется разрыв цепи, то проверять наличие напряжения необходимо с обеих сторон. Измерение электроизмерительными клещами проводится лицами, с группой безопасности не ниже третьей.

При ремонте с частичным снятием напряжения ремонтируемая часть отключается промежуточными устройствами, вывешивается плакат «не включать, работают люди». В таком режиме можно провести наладку одного из приводов подач или блоков измерительных преобразователей на включённом оборудовании.

Работы без снятия напряжения выполняются нe менее, чем двумя работниками и требуют принятия особых мер безопасности. Обувь, одежда и руки работающих должны быть сухими; инструмент с изолированными рукоятками; необходимо пользоваться диэлектрическим ковриком, измерительную аппаратуру изолировать от земли и подключать к сети через разделительный трансформатор.

При выполнении работ необходимо:

• ремонт с применением пайки производить только после того, как аппаратура будет обесточена;

• проверку напряжения производить стандартным переносным вольтметром, проверенным на работоспособность на другой работающей аппаратуре;

• работу в цепях производить по схемам, работа без схем нe допускается;

• при работе на установке без снятия напряжения нe следует касаться руками одновременно токоведущих частей, различных фаз и заземлённых приборов, нельзя касаться людей, стоящих на не изолируемом полу и брать у них металлические предметы;

• при измерении рабочих напряжений необходимо проявлять максимум осторожности, не касаться руками элементов плат и проводников;

• приборы, наконечники приборов, рабочий инструмент должен быть с изолированными ручками;

• при испытании кабели питания, соединяющие испытываемое оборудование с электрической сетью, необходимо подключить вначале к испытуемому оборудованию, а затем к источнику питания. Выключать кабель в обратном порядке.

Лицам, пользующимся электроинструментом и ручными электрическими машинами, запрещается:

• передавать электроинструмент хотя бы на непродолжительное время другим лицам;

• держаться за провод электроинструмента;

• работать с приставных лестниц. Для выполнения таких работ должны сооружаться специальные подмостки;

• оставлять ручные электрические машины и электроинструмент без надзора включёнными в электрическую сеть.

После окончания работ работник обязан:

• обесточить ремонтируемую электроустановку;

• убрать рабочее место и техдокументацию;

1. в цехах предупредить обслуживающий персонал о запрете включения электроустановки, если ремонт нe закончен. На неотремонтированной установке оставить предупреждающие плакаты;

• сообщить о проделанной работе заступающему на смену рабочему.

3.4 Правила противопожарной безопасности

К факторам, приводящим к появлению очага возгорания при ремонте оборудования станков с ЧПУ относятся:

• нарушения правил эксплуатации электрических установок;

• неисправность технических средств защиты от статического электричества;

• нарушение правил пользования ЛВЖ;

• самовоспламенение ветоши, неисправность отопительных приборов;

• неосторожное обращение с огнём.

Система мер пожарной безопасности должна быть направлена на устранение причин, приводящих к образованию очагов возгорания в производственных помещениях. У входа в производственное помещение необходимо вывешивать таблички с указанием класса пожароопасности, в помещениях запрещается устанавливать системы отопления, вентиляции, освещения, не соответствующие классу пожароопасности. Помещения, оборудование и установки должны регулярно очищаться от горючих материалов и посторонних предметов. Производственные помещения оборудуют ящиками с песком, огнетушителями, пожарным инвентарём и сигнализацией.

При складировании демонтированных узлов нe допускается загромождение проходов, проездов, аварийных подходов. Электроаппаратура, двигатели, электрошкафы должны регулярно очищаться от токопроводящей пыли и стружки. Пользоваться неисправными электророзетками, выключателями и другой неисправной аппаратурой нe допускается. Любые неисправности электроаппаратуры, ведущие к повышенному искрению, нагреву, необходимо устранять. При перерывах в работе и по её окончании, электроустановки, понижающие напряжение, и разделительные трансформаторы, измерительную аппаратуру и электропаяльники необходимо отключать от сети. В связи с тем, что электропаяльники имеют высокую температуру рабочих частей, на местах должны быть предусмотрены для них термостойкие подставки.

ЛВЖ, применяемые при пайке (ацетон, спирт, флюсы), промывке и обезжиривании деталей и узлов, должны храниться в термостойкой и небьющейся таре. Максимальное количество ЛВЖ на рабочем месте не должно превышать утверждённых норм хранения.

Использованные при обтирке материалы хранят в закрытой металлической таре в специально отведённых местах. He реже одного раза в смену тару очищают.

При возникновении пожара первый работник, заметивший возгорание должен немедленно сообщить об этом начальнику отдела или его заместителю, а в их отсутствие - бригадиру или диспетчеру. До прибытия начальника необходимо определить место очага пожара, возможные пути его распространения, угрозу действующему электрооборудованию. Если позволяет пожарная обстановка, то необходимо отключить электрооборудование. Затем приступить к тушению пожара имеющимися первичными средствами пожаротушения. По прибытии начальника или пожарных доложить о месте очага пожара и путях его распространения, при необходимости указать пожарным место подключения установок пожаротушения к контуру заземления.

3.5 Порядок расчета системы защитного зануления

Расчет на отключающую способность. Для надежного и быстрого отключения необходимо, чтобы ток короткого замыкания I_К превосходил номинальный ток срабатывания защиты:

I_К КIном, (53)

где К - коэффициент кратности номинального тока;

I ном ^_ номинальный ток плавкой вставки или ток вставки автомата.

Коэффициент К нормируется с учетом заводской токовременной характеристики отключающего аппарата. Время срабатывания плавких вставок предохранителей и тепловых расцепителей автоматов обратно пропорционального току.

Автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем обеспечивает отсечку мгновенного действия за 0,01 с.

В соответствии с ПУЭ коэффициент К должен быть равен в помещениях с нормальными условиями не менее 3 - при защите предохранителями или автоматами, имеющими тепловой расцепитель с обратной зависимой от тока характеристикой; не менее 1,4 - для автоматов с номинальным током до 100 А с электромагнитным расцепителем; 1,2 - для прочих автоматов; во взрывоопасных помещениях - не менее 4 - при защите предохранителями и не менее 6 - при защите автоматами с обратной зависимой от тока характеристикой, а при защите автоматами с электромагнитным расцепителем - 1,4.

Сила тока короткого замыкания Iк зависит от фазного напряжения сети Uф, и сопротивлений цепи; от полных сопротивлений трансформатора Z_T, фазного проводника Zф, нулевого защитного проводника Zн.з., внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник - нулевой защитный проводник (петли фаза-нуль) Хп, а также от активных сопротивлений заземленной нейтрали обмоток источника (трансформатора) rо и повторного заземления нулевого защитного проводника rп.

При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания.

Iк= (54)

Некоторая неточность (около 5%) этой формулы ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимой.

Расчет полного сопротивления петли фаза-нуль производится по формуле

(55)

Задача расчета - подобрать сечение нулевых защитных проводов таким образом, чтобы удовлетворялось неравенство

(56)

В качестве нулевых защитных проводников ПУЭ рекомендуют применять неизолированные или изолированные проводники, а также различные неметаллические конструкции зданий, подкрановые пути, стальные трубы электропроводок, трубопроводы и т.п. Рекомендуется использовать нулевые провода, которые должны обладать достаточной проводимостью ( ) и не должны иметь предохранителей и выключателей.

Значение Z_T зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения трансформатора. При расчетах зануления Z_T берется из справочных данных.

Значения и Rф, из цветных металлов (медь, алюминий) определяют по известным данным: сечению S, мм , длине 1, м, и материалу. Поэтому искомое сопротивление

R = p*1/S, (57)

где р - удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018, а для алюминия - 0,028 Ом-мм /м.

Для фазных проводников сечение и материал проводников определяются при расчете электрической сети в зависимости от мощности потребителей энергии, их размещения и т.п. Сечение нулевого защитного проводника S_M3., мм , принимается из условия, что R_H.₃,< 2R.

Если нулевой защитный проводник стальной, то его активное сопротивление Rн.з. зависит от плотности тока.

Для этого необходимо задаться профилем и сечением проводника, а также знать его длину и ожидаемое значение тока короткого замыкания (КЗ) I_к, который будет проходить по этому проводнику в аварийный период. Сечение проводника задается из расчета, чтобы плотность тока КЗ в нем была в пределах примерно 0,5 -2,0 А/мм².

Значения Хн.з и Хф для медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (около 0,016 Ом/км), поэтому ими можно пренебречь.

Фазный и нулевой провода образуют двухпроводную линию, которая представляет собой как бы один большой виток, взаимоиндукция которого зависит от расстояния между проводами линии Д, м; длины линии 1, м; диаметра проводов d, индуктивности линии и других параметров.

При малых значениях Д, соизмеримых с диаметром проводов d, то есть когда фазный и нулевой проводники расположены в непосредственной близости один от другого, сопротивление Х_п незначительно (не более 0,1 Ом/км) и им можно пренебречь.

Расчёт защитного зануления выполнен на ПВМ и приведён в

приложении Е.