Розрахунок та побудова статичних механічних характеристик

Залежність розрахунку статичної механічної характеристики:

 

. (2.43)

 

Статична помилка (при МО):

 

, (2.44)

Н,

, (2.45)

Н,

, (2.46)

Н,

, (2.47)

рад/с,

, (2.48)

рад/с,

,

.

Моделювання електромеханічних процесів для спроектованої системи електропривода

 

Моделювання динамічних характеристик контуру струму.

Згідно з структурною схемою на рисунку 2.1, виконаними розрахунками регулятора та передатного коефіцієнта датчика струму, складаємо математичну модель контуру регулювання струму двигуна (Рисунок 2.8).

 

Рисунок 2.8 – Контур регулювання струму двигуна.

 

Моделювання динамічних характеристик спроектованого контуру швидкості.

Згідно з структурною схемою двоконтурної САК (Рисунок 2.3), виконаними розрахунками регулятора та передатного коефіцієнта датчика швидкості необхідно скласти математичну модель оптимізованого на модульний оптимум контуру регулювання швидкості двигуна (Рисунок 2.9).

 

 

Рисунок 2.9 – Контур регулювання швидкості двигуна, налагоджений на модульний оптимум.

 

Моделювання динамічних характеристик двозонного регулювання швидкості двигуна

Згідно з структурними схемами САК, виконаними розрахунками регуляторів ЕРС, потока, струму, швидкості та передатних коефіцієнтів датчиків швидкості, струму, ЕРС необхідно скласти математичну модель двозонного регулювання швидкості двигуна (Рисунок 2.10).

Результати моделювання представлені в графічній частині курсового проекту.

 

Рисунок 2.10 – Модель двозонного регулювання швидкості

 

ОХОРОНА ПРАЦІ

Охорона праці — це діюча на підставі відповідних законодавчих та інших нормативних актів система соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, що забезпечують збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.

Законодавство про працю містить норми і вимоги з техніки безпеки і виробничої санітарії, норми, що регулюють робочий час і час відпочинку, звільнення та переведення на іншу роботу, норми праці щодо жінок, молоді, гігієнічні норми і правила тощо.

Предметом охорони праці як галузі знання є умови праці, а об’єктом її дослідження виступає виробнича система, яка включає людину, машину (виробниче устаткування) та середовище, в якому здійснюється виробничий процес.

Безпека праці при підйомі і переміщенні вантажів у значній мірі залежить від конструктивних особливостей підйомно-транспортних машин і відповідність їх правилам і нормам техніки безпеки технагляду.

Можливі загрози людському здоров’ю та життю від спроектованого мостового крана – це рухомі машини та механізми, обрив каната, сход крана з рейок, коротке замикання, враження струмом в разі дефектів заземлення, вібрація, шум, висока вологість, підвищена або знижена температура повітря робочої зони.

Від цих небезпек можуть виникнути аварійні ситуації або загроза для життя працівників.

Попадання людини під напругу може відбутися при обриві проводу, порушенні ізоляції, оголення проводів і пуску регулювальної апаратури.

Відсутність огорож від струмопровідних шинопроводів і тролей, а також несправність сигнальних електроламп вказують на наявність напруги, може призвести до електротравми. У разі проходження електричного струму через організм людини, він надає термічну, електролітичну дію, викликаючи місцеві і загальні електротравми.

Тіло людини - гарний провідник, бо на 60% — 80% воно складається з води та розчинних у ній електролітів. Ураження електрострумом залежить від питомого опору тіла, його ділянок шкіри, її вологості й навіть фізичного, психічного стану людини.

Результати уразливості електрострумом залежать також від типу струму. Змінний струм до 300 вольт більш небезпечний, ніж постійний. Струм промислової частоти 50 Гц більш небезпечний, ніж більшої частоти. Неприємні відчуття від дії електричного струму людина відчуває при його силі 0,6-1,5 мА змінного струму частотою 50 Гц та 5-7 мА постійного. Напругу організм людини відчуває з 24-42 Вольт змінного струму частотою 50 Гц.

Силу струму частотою 50 Гц у 50-80 мА називають граничною або що не відпускає і при подальшому збіль­шенні до 100 мА протягом 1-2 секунд відбуваються порушення в роботі серця (фібриляція — безладні скорочення шлуночків серця), припиняється кровообіг та дихання - наступає клінічна смерть. Це результат того, що на всій поверхні тіла людини знаходяться біологічно активні точки, опір в яких надзвичайно малий, наприклад на вушній раковині.

Довготривалий вплив на людину загальної вібрації призводить до розладу вестибулярного апарату, центральної та вегетативної нервових систем, захворювання органів травлення, а також серцево-судинної системи.

Найбільш неприємними і навіть небезпечною для здоров'я є дія загальної вібрації резонансних частот, при яких частота власних коливань тіла або окремих органів збігається з частотою примусових коливань. При цьому різко зростає амплітуда коливань тіла, посилюються фізіологічні реакції організму і можуть виникати механічні пошкодження тканин і органів.

Дія локальної вібрації на організм людини супроводжується тимчасовим або постійним зниженням больової, тактильної, температурної та вібраційної чутливості. Зниження віброчутливості (ВЧ) вважається критерієм впливу вібрації на організм. Найбільш виражене зниження ВЧ відбувається при дії високочастотних вібрацій в діапазоні 50-500 Гц з максимумом на частоті 250 Гц.

Місцева вібрація викликає порушення периферійного кровообігу і нервової системи та м'язово-суглобного апарату. Одночасна дія підвищеного шуму та вібрації, охолодження всього організму або кінцівок поглиблюють захворювання.

Дослідження показали, що шум завдає суттєвої шкоди здоров’ю людини, але й абсолютна тиша лякає і пригнічує її. Постійна дія сильного шуму може не лише негативно вплинути на слух, але й викликати інші шкідливі наслідки – дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищення втоми, зниження працездатності.

Шум має акумулятивний ефект, тобто акустичні подразнення, накопичуючись в організмі людини, все сильніше пригнічують нервову систему. Тому перед втратою слуху від впливу шумів виникає функціональний розлад центральної нервової системи.

Особливо шкідливий вплив шуму позначається на нервово-психічній діяльності людини. Процес нервово-психічних захворювань вищий серед осіб, що працюють у гомінких умовах, ніж у людей, що працюють у нормальних звукових умовах.

Шуми викликають функціональні розлади серцево-судинної системи; шкідливо впливають на зоровий і вестибулярний аналізатори; знижують рефлекторну діяльність, що часто стає причиною нещасних випадків і травм.

Основним джерелом шуму при роботі крана є працюючі двигуни, редуктори та ін.

Нормована характеристика — рівень звукового тиску (децибел). Людина сприймає шум при рівні звукового тиску до 100 дБ. При 100-120 дБ і частоті 2-5 Гц — утруднене ковтання. 125-137 дБ — летаргічний сон. 140 дБ — лопаються барабанні перетинки.

Небезпечними факторами пожежі, які впливають на людей, є: відкритий вогонь, іскри, підвищена температура навколишнього середовища, токсичні продукти горіння, дим, знижена концентрація кисню.

В результаті пожежі люди можуть отримати травми, такі як: опіки, отруєння продуктами горіння, психологічні травми, аж до летального результату.

Щоб запобігти негативному впливу виявлених небезпечних та шкідливих виробничих факторів на здоров’я працівників, попередити виникнення виробничого травматизму при виконання технологічного процесу, передбачається проведення наступних заходів загального характеру: раціональна організація робочих місць; регулярний контроль правильності всіх прийомів праці при виконанні операцій технологічного процесу; своєчасне проведення планово-попереджувальних ремонтів виробничого обладнання та інструменту, ефективне використання засобів індивідуального захисту, своєчасний контроль їх стану, дотримання потрібної (встановленої нормами) періодичності їхньої заміни; використання сучасних запобіжних пристроїв і огородження робочих зон; проведення систематичного контролю стану обладнання та допоміжних пристроїв та інших.

З метою попередження обслуговуючого персоналу, що знаходиться в безпосередній близькості від працюючого крана, при його пересуванні включається автоматично звуковий сигнал. Також звуковий сигнал включається при пересуванні вантажного візка.

З метою безпечного доступу до механізмів, запобіжних пристроїв, електроустаткування, передбачені майданчики, сходи, огородження по конструкції і розмірам, що відповідають правилам технагляду.

Для виключення можливості потрапляння людини в зону роботи механізмів, всі висувні частини механізмів і електроустаткування міцно закріплені і закриті огородженнями.

Для виключення обриву каната, при підйомі вантажу, вага якого перевищує номінальну вантажопідйомність більш ніж на 10%, передбачений обмежувач вантажопідйомності, автоматично вимикаючий механізм підйому при перевищенні номінальної вантажопідйомності, а також при збільшенні навантаження на вантажні канати вище допустимої від зсуву центру тяги грейфера, для виключення натягу і обриву каната при підйомі вантажу на неприпустиму висоту передбачений обмежувач висоти підйому.

Щоб уникнути сходу крана з рейок, в кінці шляху передбачені кінцеві вимикачі механізму пересування крана, які встановлені таким чином, що привод відключається дещо раніше, ніж відбувається контакт коліс крана з обмежувальним пристроєм. Ця відстань дорівнює половині гальмівного шляху крана.

Для зниження рівня загальної вібрації встановлюють амортизуючи прокладки в місцях кріплення кабіни до основної металоконструкції крана. Також встановлюються віброізолюючі сидіння, при цьому поліпшується і звукоізоляція.

Для зменшення шуму використані наступні заходи:

— зменшення рівня звукової потужності;

— правильна орієнтація шуму;

— звукоізоляція.

У даному мостовому крані передбачено захисне заземлення, яке представляє собою навмисне з'єднання з землею металевих частин обладнання, що знаходяться під напругою в звичайних умовах, але які можуть опинитися під ним у результаті порушення електроізоляції установки. Захист головних електричних ланцюгів крана здійснюється захисними пристроями з використанням автоматичних вимикачів з високою комутаційної захисною здатністю.

Захист від прямого контакту з частинами спроектованої системи захисту та контролю був виконаний наступними заходами:

- захист за допомогою кожухів. Активні частини закриваються кожухами у відповідності з технічними вимогами, щоб забезпечити ступінь захисту від прямого контакту не менш IP2X;

- захист шляхом ізоляції струмоведучих частин. Активні повністю покриті ізоляцією, зняти яку не можливо без її руйнування. Ця ізоляція має здатність витримувати механічні, електричні та термічні навантаження, хімічні впливи, яким вона може піддаватися в умовах експлуатації.

- захист розміщенням поза межами досяжності.

Захист від непрямого контакту реалізований за допомогою засобів, що перешкоджають контакту з частинами електрообладнання, що перебувають під високою напругою.

При використанні електроосвітлення в цеху при роботі мостового крана незалежно від кольору фону і контрастності об'єкта з фоном приймається освітленість, рівна 14 лк (робоче) і 0,5 лк (аварійне). Для робочого освітлення використовуються лампи типу 4Н-СМТ. Спосіб прокладання проводів ламп освітлення М-АПРТО/гт. Для аварійного освітлення використовуються лампи 6Л-ПУ-65. Спосіб прокладання проводів М-АПРТО.

Для забезпечення пожежної безпеки використовуються наступні заходи: вся апаратура управління розміщена в герметичному контейнері, електродвигуни всіх механізмів мають рівень захисту від зовнішнього середовища.

З метою забезпечення пожежної безпеки, в кабіні передбачений вуглекислотний вогнегасник, який використовується в цілях гасіння електропроводки та електрообладнання.

Таким чином, було визначено основні напрями дії щодо забезпечення охорони праці робітників, котрі матимуть справу з спроектованим мостовим краном. Також розроблені основні заходи захисту від можливих небезпек, котрі можуть бути спричинені ним.

ВИСНОВОК

Під час виконання дипломного проекту були виконані наступні задачі:

- вибір двигуна на основі розрахунків навантажень мостового крана;

- розрахована САК електропривода постійного струму складена загальна функціональна схема САК при однозонному регулюванні швидкості;

- побудовані електричні принципові схеми силової частини реверсивного ТП і керуючої частини САК електроприводом.

- по функціональній схемі розраховані датчик струму за принципом «модуляція-демодуляція». Такі датчикі забезпечують високу ступінь гальванічної розв’язки, дозволяють вимірювати напругу різних полярностей.

- послідовно від внутришнього контуру до зовнишнього розраховані регулятори струму та швидкості.

- побудовані передаточні та зовнішні регулювальні характеристики тиристорного перетворювача, механічні та перехідні характеристики електропривода.

- на основі конструктивного розрахунку всіх регуляторів і обраних датчиків складена загальна електрична принципова схема всій САК електропривода.

Спроектована система повністю забезпечує виконання поставлених задач з допустимою точність та швидкістю.

Дотримання запропонованих заходів стосовно безпеки гарантують безпечну та довготривалу експлуатацію установки.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1. Яуре А.Г. Крановый электропривод: справочник./ А.Г.Яуре, Е.М. Певзнер – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 344 с.

2. Правила устройства электроустановок // Раздел 5. Электросиловые установки. – М.:Энергоатомиздат, 2005.

3. Асинхронные электродвигатели серии 4А: Cправочник / А.Э.Кравчик, М.Н. Шлаф, В.И.Афонин и др. – М.: Энергоатомиздат, 1982.

4. Электродвигатели постоянного тока металлургического и кранового типов Д810-Д818. ОК 01.31.10-94.ЭТ.– М.; ИЭ, 1994. – 12 с.

5. Анфимов, М. И. Редукторы: конструкция и расчет: альбом / М. И. Анфимов. – М.: Машиностроение, 1993. - 432 с.

6. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов / В.И. Ключев. – М.: Энергоатомиздат, 2001. – 704 с.

7. Башарин А.В. Управление электроприводами / А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский // Учебное пособие для вузов – Л.: Энергоатомиздат, 1982 – 392с.

8. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник / Под ред. В.М. Перельмутера. – М.:Энергоатомиздат, 1988 – 313с.

9. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского.– М.: Энергоатомиздат, 1983 – 616с.

10. СТП 15-96. Курсові та дипломні проекти (роботи). Правила оформлення. — Запоріжжя: 1997. — 29 с.

11. Тиристоры: справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин и др. – М.: Радио и связь, 1990 – 272 с.

12. Усатенко С.Т. Графическое изображение электро- и радіосхем: справочник / С.Т. Усатенко, Т.К. Коченюк, Г.С. Теренова— К.:Техника, 1986 — 20 с.