"Электропривод" Измельчитель-смеситель кормов ИСК-3

 

Вероятность безотказной  работы R(Tз) представляет собой вероятность того, что в пределах заданной наработки Т – отказ устройства не возникает. Статическая оценка R(Tз) определяется отношением числа устройств, безотказно проработавших до момента времени Тз к числу устройств, работоспособных в начальный момент времени. Нижнее R(Tз) при доверительной вероятности R*=0,8 должно выбираться в пределах 0,75…0,99.

Интенсивность отказов ˄(t) – вероятность отказа невосстанавливаемого устройства в единицу времени. Интенсивность отказов – плотность условной вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого устройства, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник. Интенсивность потока отказов ˄(t) – среднее количество отказов для рассматриваемого момента времени. Верхнее значение при R*=0,8 для устройства может по ГОСТу находиться в пределах от 0,8 до 50 1/ч. Средняя наработка до отказа Тср – математическое определение наработки устройства до первого отказа. Для восстанавливаемых устройств показателями безотказности являются: 1 – вероятность наработки между отказами R(Тз); 2 – параметр потока отказов ˄(t); 3 – наработка на отказ . Вероятность наработки между отказами R(Tз) представляет собой вероятность того, что наработка между отказами больше заданного значения Тз. Параметр потока отказов ˄(t) есть вероятности плотность возникновения отказа восстанавливаемого устройства, определяемая для рассматриваемого момента времени. Статически параметр потока отказов оценивается средним числом отказов в единицу времени, отнесенных к числу наблюдаемых устройств. Отношение наработки Т восстанавливаемого устройства к математическому ожиданию m числа его отказов в течение этой наработки называют наработкой на отказ . В установившемся режиме работы параметр потока отказов является постоянной величиной ˄, наработка на отказ .

Рассчитываем  параметры надежности:

1. параметр потока отказов:

где – интенсивность отказа базового элемента системы ( ).

2. вероятность наработки между отказами:

 (50)

где - время эксплуатации в году.

3. наработка на отказ:

 (51)

(ч)

Рассчитываем  показатели ремонтопригодности:

1. среднее время восстановления системы :

 (52)

(ч)

2. среднее время восстановления системы в заданное время :

 (53)

где - минимальное время, заданное на восстановление системы, ч.

3. коэффициент готовности:

 (54)

 

 

6.2 Определение удельных и энергетических показателей разработанного электропривода

 

Различают три  основных показателя разработанного электропривода: 1) удельную энергоемкость, 2) средний  коэффициент загрузки, 3) средний  коэффициент мощности.

Дополнительные  показатели: 1) расход энергии за год, 2) время работы установки в году.

Определяем  удельную энергоемкость электропривода:

 

 (55)

 

где - эквивалентная подводимая мощность по нагрузочной диаграмме, кВт;

Q – производительность машины при данной нагрузочной диаграмме, т/ч.

 

 (56)

 

Где - эквивалентная мощность на валу за время работы, кВт;

- КПД электродвигателя при  мощности  .

 

 (57)

 

где - коэффициент потерь (таблица в приложении 16 [1])

- коэффициент загрузки.

 

 (58)

 

где - номинальная мощность электродвигателя рабочей машины, кВт.

 

 (59)

 

где – неизменная мощность на валу за время нагрузочной диаграммы, кВт;

 – то же за время  нагрузочной диаграммы, кВт, и т.д.

 

 кВт

(о.е.)

(кВт)

(кВт*ч/т)

 

Средний коэффициент  загрузки:

 

 (60)

 

 

Средний коэффициент мощности:

 

 (61)

 

где - определяется по (56);

- линейное среднее напряжение, принимаем равным 380В;

- линейный средний ток за  время работы электродвигателя, А.

 

 

Расход электроэнергии за год:

 

 (62)

(кВт*ч)

 

Общее время  работы установки в году:

 

 (63)

 

где - время одного включения или цикла работы, ч;

- число рабочих суток в  году;

- число включений в сутки.

 

(ч)

 

 

7. Разработка ящика управления электроприводом

 

7.1 Определение  суммарной площади монтажных  зон аппаратов и типа ящика управления

 

Габариты ящика  управления определяются количеством  и размерами аппаратов управления, защиты и сигнализации, размещенными в ящике, а следовательно площадью, занимаемой монтажными зонами аппаратов.

На листе  графической части №5 показана возможная  установка элементов схемы с  учетом монтажных зон, которые определяются по требованиям ТМЗ-3-141-90, ТМЗ-155-9; ТМЗ-19-90; ТМЗ-13-90.

 

Таблица 8 Определение суммарной площади монтажных зон аппаратов

Тип аппарата	Высота монтажной  зоны Н, мм	Ширина монтаж-ной  зоны В, мм	B*Н,	Тип аппарата	Высота монтажной  зоны Н, мм	Ширина монтаж-ной  зоны В, мм	B*Н,
На рейках задней стенки ящика управления				На двери  ящика управления
Пускатель магнитный ПМЛ	250	80	40000	Сигнальная  араматура	100	60	6000
Выключатель автоматический ВА61F29	200	75	15000	Пост кнопочный ПКЕ-112	150	80	24000
Устройсво УЗ	200	120	24000
Реле времени  ВС	200	100	20000
Предохранитель  ПРС	100	90	9000
108000				30000
Выбрана площадь  стенки ящика =150000				Выбрана площадь  двери ящика =130000

 

После компановки аппаратов внутри ящика управления, определим тип и размеры щита с учетом монтажных зон аппаратов. Определим требуемую площадь монтажной панели ящика и двери:

 

 (64)

( )

( )

 

Принимаем ящик управления типа ЯУЭ-0643.

 

7.2 Пояснения  о размещении аппаратов в ящике управления и составлению схемы соединений ящика управления

 

В ящике управления устанавливаем автоматический выключатель, магнитный пускатель, УЗ, реле времени, предохранитель. Для подключения внешних проводок устанавливаем клемную колодку. На дверцах ящика установлена сигнальная арматура и кнопочная станция. Все аппараты в ящике крепятся на рейках. Компановка аапратуры внутри щитов должна выполняться с учетом конструктивных особенностей этих изделий и обеспечения монтажа и эксплуатации, а также с учетом допустимых полей монтажа. Размеры допустимых полей монтажа учитывают установку унифицированных элементов для внутрищитового монтажа электрических и пневматических аппаратов, а также прокладку проводов внутри щитов. Аппараты внутри щитов нужно группировать по принадлежности к системам управления, измерения и сигнализации, а внутри этих групп – по роду тока, значению напряжения. Типам аппаратов. Для удобства монтажа и обслуживания двери малогабаритных щитов и поворотная рама открываются слева направо. Электрические проводки, как правило, должны размещаться в левой части с монтажной стороны щита. Прежде чем определить геометрические размеры щита, необходимо предварительно уточнить вид, количество аппаратов и их монтажные зоны, см. таблицу 8. Схему соединений выполняем на основании разработанной принципиальной схемы и чертежа общего вида щита управления в соответствии с требованиями ГОСТ2.702-75 "Правила выполнения схем". Схему выполняем без масштаба. При этом аппараты (включая ряды зажимов) показываем в соответствии с их действительным расположением. Аппараты изображаем в виде монтажных символов, представляющих собой схемы внутренних соединений отдельных аппаратов, приборов. Символ аппарата обводится тонкой сплошной линией, на чертеже размещаем свободно с учетом места для размещения их нумерации. А также с учетом маркировки отходящих от аппаратов проводов. Каждому аппарату присваивается номер, номера проставляем слева направо, сверху вниз по порядку, начиная с единицы, сначала для одной сборочной единицы, затем для другой. Нумерация проставляется в кружочках, при этом над чертой записываются порядковый номер аппарата, а под чертой – позиционное обозначение этого аппарата в принципиальной схеме.

 

7.3 Выбор проводов  для схемы соединения ящика  управления и кабелей для схемы внешних соединений

 

В силовой цепи используем медные одножильные провода  типа ПВ1 сечением более 1 , а в цепях управления – многожильные медные провода типа ПВ3, сечением до . Сечение проводников определяем по допустимому току, таблица 6.5 [1]:

 

 (65)

 А

(А)

 

Для внешней  проводки применяем кабель с алюминиевыми жилами типа АВВГ (для стационарной прокладки) четырех и пяти жильный с сечением каждой жилы 2,5 .

 

 

8. Заключение по проекту

 

Таблица 9 Результаты работы над проектом

Требования  или условия (задания)	Результаты  полученные в проекте
Мощность на валу рабочей машины Вт при частоте вращения .	Мощность на валу электродвигателя кВт при частоте вращения .
Характеристика  помещения где установлен электродвигатель: особо сырое IP44.	Выбран электродвигатель: Тип АИР100L2. Его основные параметры: ; . Степень защиты IP 44.
Температура превышения при нагре-вании обмотки за цикл работы менее допустимой рабочей для класса изоляции.	Действительная  температура обмот-ки за цикл нагрузочной  диаграммы составляет . Класс изоляции Е. Допустимая рабочая температура .
Максимальный  приведенный момент в цикле нагрузочной  диаграммы равен .	Максимальный  момент электрического двигателя с  учетом 10% снижения напряжения равен .
Минимальный приведенный  момент сопротивления рабочей машины при пуске равен .	Минимальный момент электродвигателя при пуске с  учетом 10% снижения напряжения равен .
Приведенный момент сопротивления трогания рабочей машины равен .	Пусковой момент электродвигателя с учетом 10% снижения напряжения равен .
Минимум передач.	Используются  передачи: клиноременная, .
Пуск, обеспечивающий малое падение напряжения в линии.	Пуск прямой, время пуска – 0,08 с, включение  на холостом ходу.
Управление  по заданию следующее: ручное дистанционное управление, сигнализация, защита.	В проекте управление следующее: принципиальная электрическая  схема составлена таким образом, что она позволяет управлять  машиной дистанционное с помощью  электромагнитных пускателей, для обеспечения  оптимального режима применяем реле времени.
Аппарат защиты электродвигателя должен иметь наибольшую эффективность.	В проекте принят аппарат защиты электродвигателя типа УЗ, его показатель эффективности Э=0,8.
Показатели  надежности наилучшие.	В проекте достигнуты следующие показатели надежности: ; ч; ; ; .
Показатели  разработанного электропривода наилучшие:	Достигнуты  удельные показатели:  кВт*ч/т; ; ;  кВт*ч.
Ящик управления соответствующей степени защиты и наименьших габаритов.	Использован ящик типа ЯУЭ-0643. Размер 600х400х350мм. Степень защиты IP44.
Применить в  проекте ресурсо- или энергосберегающее  решение, или повысить производительность рабочей машины, или повысить производительность труда оператора.	Для реализации энергосберегающего решения выделим  несколько направлений: - строгое соблюдение  технологического процесса; - не перегружать  рабочую машину; - исключить  работу установки на холостом ходу, для чего применяем реле времени.

 

 

Литература

 

1. Гурин В.В., Бабаева Е.В. Учебно-методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию "Электропривод" часть 1. – М.: БГАТУ, 2006.
2. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Электропривод" для студентов специальности 3114 – "Электрификация с/х". – М.: Ротапринт БАТУ, 1992.
3. Фоменков А.П. "Электропривод с/х машин, агрегатов и поточных линий". – М.: Колос, 1984.
4. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя": в 3-х т. Т.З – 5-е изд., перераб. и доп. – Машиностроение, 1979.