Меню

Поиск

Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода
	4
ЯОУ - 8503	АЕ - 2044 - 10	63	6
ЯОУ - 8504	АЕ - 2046 - 10	63	2

III. Расчет вентиляционной установки для цеха.

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.

Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в цехе.

Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле

Vвент - объем воздуха, необходимый для обмена;

Vпом - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:

длина В = 30 м;

ширина А = 48 м;

высота Н = 9 м.

Соответственно объем помещения равен:

Vпомещ = А*В*H = 12960 м3

Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из уравнения теплового баланса:

Vвент * С( tуход - tприход ) * Y = 3600 * Qизбыт

Qизбыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

tуход = tр.м. + (Н - 2 )t , где

t = 2°С - превышение t на 1м высоты помещения;

tр.м. = 22°С - температура на рабочем месте;

Н = 9 м - высота помещения;

tприход = 18 градусов.

tуход = 22 + (9 - 2)*2 = 36

Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3 , где

Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Qизб.1 = Е * р , где

Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод ( Е=0.55 для освещения);

р - мощность, р = 700 Вт * 32 = 22400 Вт.

Qизб.1 = 0.55 * 22400=12320 Вт

Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Qизб.2 =m * S * k * Qc , где

m - число окон, примем m = 20;

S - площадь окна, S = 1,8 * 2 = 3.6 м2;

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0.6;

Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Qизб.2 = 3.6 * 20 * 0.6 * 127 = 5486 Вт

Qизб.3 - тепловыделения людей

Qизб.3 = n * q , где

q = 15 Вт/чел. , n - число людей в смене, например, n = 40

Qизб.3 = 40 * 80 = 3200 Вт

Qизбыт = 12320 + 5486 + 3200 = 21006 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

Vвент м3

Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

Определяем необходимую кратность воздухообмена:

где Vпом = n * Sчел * Н , (11.15)

n=40 - число людей в помещении;

Sчел - площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для работы в цехе Sчел=6 м) ;

Н =4 м - высота помещения.

Кратность воздухообмена:

Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам и специальным номограммам

Исходными данными для выбора вентилятора являются:

- расчетная производительность вентилятора:

Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*3858 = 4244 м /ч, (11.16)

где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.

- напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:

Hв = 10*v/2 * Y , (11.17)

где Y=1.3 кг/м - плотность воздуха,

v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предельно допустимым уровнем шума в помещении.

Для центробежных вентиляторов низкого для цеховых помещений v должна быть не менее 35 м/с. Для расчета

примем v=40 м/с.

Тогда Hв = 10*40/2 * 1,3 = 26 Па.

По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низкого давления Ц4-70N5. По номограммам определяем его характеристики:

- число оборотов - 1000 об/мин;

- КПД вентилятора - 0.8.

Необходимая установочная мощность электродвигателя:

Вт

где η - КПД вентилятора.

IV. Расчет грузоподъемного механизма.

Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

Мостовой кран (рис. 4.1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Рисунок 4.1 – Общий вид мостового крана.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).

Типичная кинематическая схема механизма подъема крана приведена на рисунке 4.2

Рисунок 4.2 - Кинематическая схема механизма подъема главного крюка: 1 - двигатель; 2 - муфта; 3 - тормоз; 4 - редук -тор; 5 - барабан; 6 - полиспаст; 7 - неподвижный блок полис - пасты.

К основным параметрам механизма подъёма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.

Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.

Режим работы грузоподъемных машин цикличен. Цикл состоит из перемещения груза по заданной траектории и возврата в исходное положение для нового цикла.

Для данного мостового крана рекомендуемые режимные группы:

5К - группа режима работы крана;

4М - группа режима работы механизма подъема.

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

Определяем режим работы крана: Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ40.

Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма подъема мостового крана, а также размеры помещения цеха, в котором расположен кран. Исходные данные представлены в таблице 6 в п.6.

V. Разработка схемы управления мостового крана.

Целью данного расчета является выбор магнитного контроллера переменного тока, в соответствии с его выбором определяются сопротивления и токи ступеней для электропривода механизма передвижения тележки мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики выбранного электродвигателя в пункте 5.

Базисный момент, Нм:

М100% = 9550 ∙

М100% = 9550 ∙ =649,5 Нм.

Определяем расчетный ток резистора, А:

I100% =

где Iн - номинальный ток ротора, А;

Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн - номинальная частота вращения, об/мин.

I100%= = 103,15 А.

6.3 Определяем номинальное сопротивление резистора, в Ом:

Rн = (6.3)

где Ерн - напряжение между кольцами ротора, В.

Rн = = 1,9 Ом.

Согласно Ю.В. Алексееву и А.П. Богословскому для магнитного контроллера ТСАЗ160 с защитой на переменном токе находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем сопротивление каждого резистора (в одной фазе):

R = Rном. ∙

Обозначение ступени Rступ,% R ,Ом

Р1 - Р4 5 0,095

Р4 - Р7 10 0,19

Р71 - Р10 20 0,38

Р10 - Р13 27 0,513

Р13 - Р16 76 1,444

Р16 - Р19 72 1,368

Общее 210 3,99

Находим расчетную мощность резистора (в трех фа -зах), кВт:

Рр =

Определяем параметры для условий режима С:

Частота включений фактическая 120 в час, приведенная

z = 120 ∙ = 120 ∙ = 133,6; (6.6)

k = 1,25 - коэффициент нагрузки;

а = 1,2 - коэффициент использования;

hэкв.б = 0,76 - базисный КПД электропривода;

hэкв = 0,73 - КПД электропривода для z = 136,2, согласно рис. 8 - 11.;

hдв = 0,85 - КПД электродвигателя;

e0 = 0,4 - относительная продолжительность включения.

Рр = =16,2 кВт.

На одну фазу приходится: = 5,4 кВт.

Определяем расчетный ток резистора, А. Токовые нагрузки I100% по ступеням берём из ,таблица 7 - 9:

Iр = (6.7) Iр== 60,61 А.

Значения расчетных токов по ступеням:

I = Iр ∙ (6.8)

Обозначение ступени Iступ, % I , А

Р1 - Р4 83 50,3

Р4 - Р7 59 35,75

Р71 - Р10 59 35,75

Р10 - Р13 50 30,3

Р13 - Р16 42 25,45

Р16 - Р19 30 18,18

В соответствии с таблицей нормализованных ящиков резисторов НФ 1А выбираем для ступеней Р1 - Р4, Р4 - Р7, Р7 - Р10 ящик 2ТД.754.054-06, имеющий длительный ток 102 А и сопротивление 0,48 Ом. Для ступеней Р10 - Р13, Р13 - Р16 выбираем ящик 2ТД.754.054-08, имеющий длительный ток 64 А и сопротивление 1,28 Ом. Для ступеней Р16 - Р19, выбираем ящик 2ТД.754.054-11, имеющий длительный ток 41 А и сопротивление 3,1 Ом. Рассчитаем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу

R% =  100%

Таблица Отклонения сопротивлений от расчета.

Ступени

Rрасч ,Ом

Rфакт ,Ом

R% ,.%

Р1-Р4

0,095

0,096

-1

Р4-Р10

0,19

0,196

-3,157

Р71-Р10

0,38

0,352

7,3

Р10-Р13

0,513

0,512

0,2

Р13-Р16

1,444

Р16-Р19

1,368

1,387

-1,38

Итого

4,3

Учитывая что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений соответствуют расчетным значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений отдельных ступеней от расчетных значений не превышает ±15% , а отклонение общего сопротивления резистора не превышает ±5% его расчетного значения, резистор выбран правильно.

Проверки по кратковременному режиму не производим, так как расчетный ток Iр=60,61 А близок к длительному току пусковых ступеней.

VI. Характеристика мостового крана.

Таблица 6 - Исходные данные крана.

Наименование параметра

Значение параметра

Грузоподъемность главного крюка

80 т

Скорость подъема главного крюка

4,6 м/мин

Страницы: 1, 2, 3, 4

Новости

Мои настройки

Наверх