1.1.4 Условия эксплуатации электрооборудования

Надежность любого электрооборудования и аппаратуры автоматики существенным образом зависит от условий эксплуатации. Условия эксплуатации в производственных помещениях характеризуются климатическими и электромеханическими воздействиями, режимами работы и отсутствием рационального технического обслуживания.

К климатическим воздействиям относятся температура, влажность, запыленность и загазованность окружающего воздуха, атмосферное давление, интенсивность дождя, выпадение росы и инея, скорость движения воздушной струи, ночные и дневные перепады температуры.

К электромеханическим воздействиям относятся вибрационные и ударные нагрузки при работе и перемещениях, колебаниях частоты и напряжения питания.

Повышенная температура вызывает перегрев электрооборудования, ускоряет старение изоляции, смазочных материалов и уплотнителей. Наоборот, пониженная температура снижает прочности пластмасс, резины, металла. Колебания температуры приводят к деформациям и заклиниванию подвижных элементов, нарушению теплообмена, снижению прочности паяных соединений.

Повышенная влажность вызывает коррозию металлов, рост плесневых грибков, снижает диэлектрические свойства изоляции.

Повышенная запыленность и наличие агрессивных газов приводят к загрязнению смазки, снижают поверхностное сопротивление и вызывают коррозию изоляционных материалов. Наличие в атмосфере углекислого газа, окислов серы и азоты, а также высокая влажность приводят к образованию кислотных вод и капель конденсата, что также увеличивает скорость коррозии материалов, является одной из причин короткого замыкания токоведущих частей.

Продольношлифовальный станок находится в помещении с нормальными условиями труда. Относительная влажность помещения составляет . Температура воздуха - в теплый период года и - в холодный и переходный периоды года. Запыленность воздушной среды 3мг/м. Производственный уровень шума составляет 80дБ.

1.1.5 Технические требования к электроприводу и схеме управления

Электроприводы должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ТУ на электроприводы конкретных типов по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке. Электроприводы, работающие в специальных средах, должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 24682.

Питание внутренних систем электроприводов должно предусматриваться от трехфазного напряжения переменного тока 380 или 660 В частотой 50 (60) Гц, а также от постоянного тока 220 В.

Работа электропривода не должна приводить к отклонению качества электроэнергии питающей сети от требований ГОСТ 13109.

Электроприводы должны обеспечивать нормальную безаварийную работу с сохранением номинальной мощности при:

- отклонениях напряжения питающей сети от номинального значения до ±10 %;

- отклонениях напряжения питания внутренних систем от +10 до -15 %;

- отклонениях частоты питающей сети до ±2,5 %,

- одновременном отклонении напряжения до ±10 % и частоты до ±2,5 % при условии, что при работе с повышенным напряжением и пониженной частотой или с пониженным напряжением и повышенной частотой сумма абсолютных значений отклонений напряжения и частоты не превышает 10 %.

Электроприводы должны сохранять работоспособность (без поддержания нормируемых параметров) при кратковременном (до 60 с) снижении напряжения питания до 80 % номинального значения при номинальной частоте сети и номинальной нагрузке двигателя. По согласованию с заказчиком допускается снижение напряжения питания до 75 % номинального значения.

Электроприводы должны обеспечивать необходимую точность и плавность регулирования в заданном диапазоне частоты вращения, если этого требует технологический процесс.

Во всех случаях помимо полного удовлетворения требований, предъявляемых к системе управления, каждая схема должна обеспечивать высокую надежность, простоту и экономичность, четкость действий при аварийных режимах, удобство оперативной работы, эксплуатации, четкость оформления.

Релейно-контактные схемы необходимо составлять с учетом минимальной загрузки контактов реле, контакторов, путевых выключателей и т. д., применяя для снижения коммутируемой ими мощности усилительные устройства: электромагнитные, полупроводниковые усилители и др.

Для повышения надежности работы схемы нужно выбрать наиболее простой вариант, имеющий наименьшее количество органов управления, аппаратов и контактов. Для этой цели следует, например, применять общие аппараты защиты для электродвигателей, не работающих одновременно, а также осуществлять управление вспомогательными приводами от аппаратов главного привода, если они работают одновременно.

Цепи управления в сложных схемах следует присоединять к сети через трансформатор, понижающий напряжение до 110 В. Это исключает электрическую связь силовых цепей с цепями управления и устраняет возможность ложных срабатываний релейно-контактных аппаратов при замыканиях, на землю в цепях их катушек. Относительно простые схемы электрического управления допускается присоединять непосредственно к питающей сети.

Подача напряжения на силовые цепи и цепи управления должна производиться посредством вводного пакетного выключателя или автоматического выключателя. При применении на металлорежущих станках или других машинах только двигателей постоянного тока в схеме управления следует использовать также аппаратуру постоянного тока.

Различные контакты одного и того же электромагнитного аппарата (контактора, реле, командоконтроллера, путевого выключателя и др.) рекомендуется по возможности подключать к одному полюсу или фазе сети. Это позволяет осуществить более надежную работу аппаратов (отсутствует вероятность пробоя и замыкания по поверхности изоляции между контактами). Из этого правила следует, что один вывод катушки всех электрических аппаратов по возможности нужно подключать к одному полюсу цепи управления.

Для обеспечения надежной работы электрооборудования должны быть предусмотрены средства электрической защиты и блокировки. Электрические машины и аппараты защищаются от возможных коротких замыканий и недопустимых перегрузок. В схемах управления электроприводами станков обязательна нулевая защита для устранения возможности самозапуска электродвигателей при снятии и последующей подаче напряжения питания.

Электрическая схема должна быть построена так, чтобы при перегорании предохранителей, обрыве цепей катушек, приваривании контактов не возникало аварийных режимов работы электропривода. Кроме того, схемы управления должны иметь блокировочные связи для предотвращения аварийных режимов при ошибочных действиях оператора, а также для обеспечения заданной последовательности операций.

В сложных схемах управления необходимо предусмотреть сигнализацию и электроизмерительные приборы, позволяющие оператору (станочнику, крановщику) наблюдать за режимом работы электроприводов. Сигнальные лампы обычно включаются на пониженное напряжение: 6, 12, 24 или 48 В.

Схема должна обеспечивать оптимальные условия для работы оперативного персонала. Это требование предусматривает упрощение операций, производимых обслуживающим персоналом при управлении; сокращение числа органов управления; возможность простого и быстрого выбора необходимого режима работы; переход с автоматического управления на ручное и обратно; снятие и введение блокировочных связей и зависимостей и т. д.

Схема должна быть спроектирована так, чтобы ее эксплуатация в производственных условиях была предельно простой, требовала минимум затрат и внимания эксплуатационного персонала, обеспечивала возможность проведения ремонтных и наладочных работ с соблюдением необходимых мер безопасности.

1.1.6 Постановка задачи проектирования

Модернизировать электрооборудование силовой схемы станка и схемы управления, согласно технической характеристики станка, учитывая условия эксплуатации и технические требования предъявляемые к силовой части электропривода и схеме управления.

1.2 Модернизация схемы электрической принципиальной силовой части

электрооборудования станка

1.2.1 Выбор и обоснование систем электропривода

Обработка изделий на металлорежущих станках должна производиться при так называемой экономически выгодной скорости резанья, отвечающей наилучшему использованию режущего инструмента и станка. Станок, работая при этом с соответствующей подачей и глубиной резанья, должен обеспечивать наибольшею производительность при высоком качестве обработки. Экономически выгодная скорость резанья, как упоминалось, зависит от твердости обрабатываемого материала, свойств материала и геометрических параметров режущего инструмента, а так же характера обработки. Один и тот же станок, особенно универсальный, предназначен для обработки деталей разных параметров и из различных материалов, при этом могут быть использованы и различные инструменты.

Почти во всех шлифовальных станках в качестве главного привода используются нерегулируемые асинхронные привода. Исходя из этого, на данном продольношлифовальном станке в качестве главного привода будем использовать нерегулируемый короткозамкнутый асинхронный двигатель.

Для механизмов продольной подачи стола в станках небольших и средних размеров часто применяются гидравлические системы. Исходя из этого для привода магнитного сепаратора, насоса смазки, насоса гидравлики, насоса охлаждающей жидкости применяем нерегулируемые привода с асинхронными короткозамкнутыми двигателями.

Для механизмов вертикальной подачи шлифовальной бабки в станках небольших и средних размеров используются нерегулируемые асинхронные привода. Опираясь на это, на данном продольношлифовальном станке в качестве привода механизма вертикальной подачи будем использовать нерегулируемый короткозамкнутый асинхронный двигатель.