Департамент образования Вологодской области

БОУ СПО ВО «Череповецкий металлургический колледж»

Специальность 140613

«Техническая эксплуатация и

обслуживание электрического и

электромеханического оборудования»

Модеонизация электропривода накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 цгп отделения №2 чермк оао «северсталь» Пояснительная записка

ДП.140613.00.00.09 ПЗ

Руководитель проекта Степанов Е.М., преподаватель спец.дисциплины (Подпись)_________________	Консультант по экономической части, преподаватель колледжа Павлова Т.В (Подпись)_________________
Проект разработал: Клыгин Д.В., Студент группы 4-ТЭ-1 (Подпись)________________

2013

Содержание

	Введение
	История развития металлургии
	История развития электропривода в России
1	Общая часть
1.1	Описание технологического процесса
1.2	Технологические требования к электроприводу накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
1.3	Характеристика работающего электрооборудования. Обоснование темы дипломного проекта
2	Специальная часть
2.1	Расчет и построение скоростной и нагрузочной диаграмм электропривода
2.2	Обоснование рода тока, выбор типа двигателя и системы управления
2.3	Расчет мощности электродвигателя
2.4	Проверка выбранного электродвигателя по нагреву
2.5	Обоснование и выбор метода управления преобразователем частоты
2.6	Выбор преобразователя частоты и дополнительного оборудования
2.7	Расчет и выбор коммутационной аппаратуры
2.8	Расчет и выбор силовых и контрольных кабелей
2.9	Описание принципиальной схемы управления
2.10	Описание внешних проводок электропривода
2.11	Спецификация электрооборудования накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
2.12	Расчет освещения
2.13	Расчет заземления
3	Организация производства и труда
3.1	Разделение обязанностей персонала цеха при эксплуатации накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
3.2	Структура электрослужбы участка, взаимодействие ее подразделений
3.3	Система технического обслуживания и ремонта накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
3.4	График ППР электропривода накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
4	Экономика производства
4.1	Экономическое обоснование модернизации электропривода накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
4.2	Определение срока окупаемости затрат на модернизацию
5	Безопасность жизнедеятельности
5.1	Обеспечение безопасности при эксплуатации накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2 на основе бирочной системы
5.2	Правила безопасности при эксплуатации электропривода накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
5.3	Технические и организационные мероприятия при ремонтах электрооборудования накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
5.4	Защитные средства, применяемые при эксплуатации электропривода накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 ЦГП отделения №2
5.5	Мероприятия по пожарной безопасности
5.6	Мероприятия по экологической безопасности в ЦГП
	Заключение
	Литература

Введение

Металлургия. История развития

Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа – первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. Археологические раскопки древних поселений в центральной части России, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что люди уже 2,5 – 3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.

Позже чугун стали нагревать в горне вместе с куском железной руды, что позволило превратить этот хрупкий чугун в ковкий металл – в сталь, вполне пригодную для изготовления нужных человеку предметов быта, орудий охоты, войны. Костровая металлургия сменилась горновой.

Появление в середине XIV в. доменных печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла. Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатное производство. В конце XVIII в. англичане вырвались вперед: появилась тигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом.

Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело в свое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены. Еще во времена Кромвеля там предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольном коксе. В конечном счете двести лет тому назад была создана, как мы говорим теперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи “чистой” стали и начало нового периода – “грязной” стали.

Легирование железа открыло новую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.

В XVI – XVII вв. в России создаются первые железоделательные заводы. Они строятся вблизи старинных русских городов – Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском крае и других районах страны. Уже к концу XVII в. их суммарная производительность достигает 150 тыс. пудов. В начале XVIII в. Российская черная металлургия развивается еще более быстрыми темпами. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России. На Урале возникли крупные по тому времени железоделательные заводы – Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо-западных районах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота.

Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIII в. стремительными темпами. По данным академика С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725 г 1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс.т. Производительность английских заводов не превышало в это время 17 тыс.т. Таким образом, за четверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.

Металлургическая техника России в конце XVIII в. не уступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр такой печи ( в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200 – 300 т. Такая высокая производительность по свидетельству видного немецкого историка металлургии Л.Бека, была недостижимой тогда для самых больших английских домен, работавших на коксе.

В XVIII в. были заложены основы науки о металле, созданы первые технические школы – начальные, средние и высшие – для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.

В настоящее время главная цель развития металлургической промышленности в России - это сделать отрасль высокотехнологичной, динамично развивающейся, эффективной и конкурентоспособной. Происходят процессы интеграции в мировую металлургию.

После многих лет нестабильного положения металлургическая отрасль выходит на новый качественный уровень своего развития. Заводы модернизируют имеющиеся мощности, разрабатываются проекты по строительству новых заводов. В металлургии ставятся новые цели и задачи, которые успешно выполняются.

История развития электропривода в России

Электропривод (электрический привод) - совокупность устройств для преобразования электрической энергии в механическую и регулирования потока преобразованной энергии по определённому закону. Электропривод является наиболее распространённым типом привода.

Создание первого электропривода относится к 1838, когда в России

Б.С.Якоби произвел испытания электродвигателя постоянного тока с питанием от аккумуляторной батареи, который был использован для привода гребного винта судна. Однако внедрение электропривода в промышленность сдерживалось отсутствием надежных источников электроэнергии. Даже после создания в 1870 промышленного электромашинного генератора постоянного тока работы по внедрению электропривода имели лишь частное значение и не играли заметной практической роли. Начало широкого промышленного применения электропривода связано с открытием явления вращающегося магнитного поля и созданием трехфазного асинхронного электродвигателя, сконструированного М.О.Доливо-Добровольским. В 90-х гг. широкое распространение на промышленных предприятиях получил электропривод, в котором использовался асинхронный электродвигатель с фазным ротором для сообщения движения исполнительным органам рабочих машин. В 1890 суммарная мощность электродвигателей по отношению к мощности двигателей всех типов, применяемых в промышленности, составила 5%, уже в 1927 этот показатель достиг 75%, а в 1976 приближался к 100%. Значительная доля принадлежит электроприводу, используемому на транспорте.

Применение в промышленности электропривода вместо паровых машин позволяло концентрировать производство электроэнергии на крупных электрических станциях, что вело к существенному упрощению системы промышленного энергоснабжения и к значительному ее удешевлению. Электропривод обеспечил широкое развитие разнообразных типов металлообрабатывающих станков, подъемных машин, лифтов, конвейеров, мотор-вагонов, погрузочно-разгрузочных машин и многих других видов производственной техники.

В 80—90-х годах основным электрическим двигателем, применявшимся в промышленности, был двигатель постоянного тока. Основную сферу применения электропривода постоянного тока составляли крупные машинные агрегаты типа прокатных станов, шахтных подъемных машин и некоторые другие виды оборудования.

По мере дальнейшего развития электротехники, позволившего создать экономически выгодную и технически несложную систему трехфазного тока, открывались широкие возможности применения в промышленном производстве асинхронных двигателей переменного тока.

Трехфазные двигатели могли широко использоваться в металлорежущих станках, в горных, строительных и текстильных машинах, в конвейерах, насосах, вентиляторах и т. д. Простота конструкции асинхронного двигателя, особенно с короткозамкнутым ротором, позволила устанавливать в цехе или на заводе сотни и тысячи таких двигателей.

Асинхронные двигатели, надежные в эксплуатации, могли изготовляться герметически закрытыми, и, следовательно, их можно было использовать в самых тяжелых условиях: при повышенной влажности, в атмосфере бензиновых паров, различных газов и т. п.

Асинхронные двигатели без повреждений выдерживают значительные

кратковременные перегрузки. К концу 90-х годов электромашиностроительные заводы различных стран уже выпускали асинхронные двигатели в большом количестве и в широком диапазоне мощностей.

Внедрение электрического привода играло революционизирующую роль в промышленном производстве. Сначала электродвигатели устанавливали для привода отдельных машин и станков большой мощности. Затем в цехах предприятий стали заменять паровую машину, выполнявшую функции центрального привода, электродвигателем. Так создавался групповой электропривод с многочисленными трансмиссиями в цеху. Это неизбежно создавало повышенную опасность при работе и обусловливало тяжелые производственные условия.

Трансмиссионные передачи представляли собой систему основных и распределительных валов с насаженными на них шкивами, от которых движение с помощью ремней передавалось на шкивы станков. Вся система получала вращение от мощного центрального двигателя, расположенного в цеху или вне цеха.

В дальнейшем в связи с непрерывным ростом числа приводимых от одного двигателя рабочих машин энергию центральной двигательной установки начали рассредоточивать на несколько двигателей, размещенных в здании цеха. Единую трансмиссию делили на участки, обслуживавшие отдельные группы; такая групповая трансмиссия позволяла с большей гибкостью и надежностью управлять станками. Характерным примером группового электропривода может служить один из цехов Сестрорецкого оружейного завода, где в 1911 г. все металлорежущие станки были объединены в группы, каждая из которых предназначалась для одного вида работ и приводилась в действие общим электродвигателем через единый вал. Совершенствование промышленных электродвигателей обусловило целесообразность применения для привода станков одиночного, или индивидуального, электропривода. Такой привод, соединенный лишь с одним станком, освобождает цехи промышленных предприятии от многочисленных трансмиссий, уменьшает холостые ходы машин, намного сокращает непроизводительные потери энергии. Индивидуальный электропривод позволяет каждому отдельному исполнительному механизму работать при наивыгоднейших скоростях; он дает возможность значительно ускорить процессы пуска и изменения направления вращения. Индивидуальный электропривод существенно повлиял и на конструкцию самих рабочих машин. Слияние приводного двигателя с исполнительным механизмом получалось иногда настолько тесным, что конструктивно они представляли собой единое целое. Наиболее гармоничная конструктивная связь электропривода со станком осуществлялась при использовании фланцевых электродвигателей, которые выпускались в горизонтальном и вертикальном исполнении и могли непосредственно присоединяться к механизмам станков без промежуточных ременных передач. Фланцевые двигатели получили применение прежде всего для привода высокоскоростных шпинделей сверлильных, расточных, шлифовальных, полировальных и деревообрабатывающих станков.

Эффективным оказалось использование в качестве индивидуального привода встроенных электродвигателей и особенно двигателей с изменяемым числом оборотов (регулируемый привод). При электрическом или электромеханическом регулировании скорости создаются возможности значительного упрощения кинематической схемы металлорежущих станков.

В начале XX в. преимущества использования индивидуального электропривода в различных отраслях производства, особенно в машиностроении, были доказаны. Такой привод на базе трехфазного тока получил широкое применение в промышленности. Этому способствовало и то, что электромашиностроительные предприятия освоили выпуск крупных серий асинхронных двигателей сравнительно небольшой мощности, предназначенных для металлорежущих станков, а также для ткацких, прядильных, полиграфических, деревообрабатывающих и других машин. Трехфазные электродвигатели очень быстро стали проникать не только на механические, но и на цементные и кирпичные заводы, на текстильные и бумажные фабрики, в рудники и шахты.

Развитие индивидуального электропривода рабочих машин привело к еще более совершенной системе — многодвигательному электроприводу. В этом случае уже не только сама машина, но каждый исполнительный механизм единой машины приводится в движение отдельным электродвигателем. Например, в металлорежущем станке один двигатель приводит во вращение шпиндель, другой обеспечивает подъем или опускание рабочего органа, третий — поворот и т. д. Такой привод обычно снабжен развитой системой регулирования и автоматики. В первых десятилетиях XX в. многодвигательный привод был осуществлен прежде всего в радиально-сверлильных и шлифовальных станках. Так, в станке для шлифовки шеек вагонных осей устанавливали шесть двигателей: два из них вращали шлифовальные круги, два обеспечивали подачу кругов в процессе обработки, один вращал обрабатываемую деталь и один приводил в действие насос и гидравлический домкрат. Впоследствии многодвигательный электропривод, обеспечивающий автоматическое выполнение технологических операций и согласование отдельных движений, получил большое распространение в станкостроении. Вследствие сокращения вспомогательных операций, более точного и плавного регулирования скорости существенно повысилась производительность станков, облегчился труд рабочих, улучшилось качество изделий.

Существенные преимущества многодвигательного привода стимулировали его использование в горных, металлургических, текстильных, полиграфических и многих других машинах.