ВВЕДЕНИЕ 11
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1Техническая характеристика одноковшового
экскаватора ЭКГ -15 14
1.2 Электроснабжение экскаватора 23
1.3 Механическая система 25
1.4 Технологический процесс 30
1.5 Требования к электроприводу механизма напора 31
1.6 Обоснование и выбор рода тока 35
1.7 Схема электрическая принципиальная 37
2. ЭЛЕКТРОПРИВОД НАПОРА ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-15
2.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПРИВОДА НАПОРА 40
2.1.1 Генератор механизма напора типа 4ГПЭМ 300-4/1У2 40
2.1.2 Выбор соединения секций обмоток возбуждения
генератора 43
2.1.3 Выбор тиристорного возбудителя генератора 45
2.1.4 Расчет параметров трансформатора возбудителя
генератора 45
2.1.5 Расчетные параметры тиристорного возбудителя 46
2.1.6 Расчёт параметров цепи возбуждения генератора 47
2.1.7 Расчётные параметры якорной цепи генератора 48
2.1.8 Электродвигатель механизма напора типа ДЭ - 816 49
2.1.9 Расчетные параметры электродвигателя 51
2.1.10 Расчет параметров якорной цепи 53
2.2 ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК 54
2.2.1 Характеристики разомкнутой системы Г-Д. 54
2.3 МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАПОРА ЭКСКОВАТОРА 60
2.3.1 Определение дополнительных параметров механизма
напора 61
2.3.2 Определение приведенных моментов инерции элементов
кинематической цепи привода 61
2.3.3 Параметры канатной передачи 63
2.3.4 Резонансная частота механической системы
привода напора 64
2.4 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАПОРА 65
2.5 СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ ОПТИМАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ 66
2.5.1 Оптимизация контура тока в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ-Г-Д. 66
2.5.2 Оптимизация контура напряжения в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ - Г - Д. 68
2.5.3 Настройка САУ электропривода напора на имитационной
модели 71
2.5.4 Исследование электропривода напора на имитационной
модели 71
3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ РЕСУРСОЭФЕКТИВНОСТИ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ 78
3.1.1 Потенциальные потребители результатов научно технического
про екта 79
3.1.2 Анализ технической решений НТП 79
3.1.3 Оценка коммерческого потенциала инженерных решений(ИР) 81
3.2 Формирования плана и графика разработки и внедрения ИР 84
3.2.1 Определение трудоемкости выполнения работ 84
3.2.2 Разработка графика проведения научного исследования проекта 86
3.3 Составления бюджета инженерного проекта (ИП) 89
3.3.1 Обоснования необходимых инвестиции для разработки и
внедрения ИР 89
33.2 Расчет сметы затрат на проектирование 90
3.3.3 Расчет расходов при эксплуатации электропривода 92
3.3.4 Расчет стоимости силовой электроэнергии 92
3.3.5 Расчет амортизационных отчислений 93
3.3.6 Затраты на ППР электропривода 94
3.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) и экономической
эффективности исследования 96
3.4.1 Интегральный показатель ресурсоэффективности 96
3.4.2 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
раз работки 97
4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 100
4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 101
4.2 Поражение электрическим током 101
4.3 Техника безопасности 104
4.4 Общие указания по технике безопасности при эксплуатации
экскаватора ЭКГ-15 107
4.5 Расчет безопасного расположения экскаватора на
рабочей площадке 108
4.6 Производственная санитария 110
4.7 Борьба с пылью и вредными газами 113
4.8 Производственное освещение 114
4.9 Расчёт искусственного освещения 115
4.10 Защита от вибраций и шума 117
4.11 Чрезвычайные ситуации природного, экологического и
техногенного характера 119
4.12 Охрана окружающей среды 126
4.13 Загрязнение сточных вод 128
4.14 Загрязнение почвы 128
4.15 Мероприятия по защите окружающей среды 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 133
Наиболее прогрессивным и экономичным способом добычи полезных ископаемых является открытый способ, при котором производительность труда в несколько раз выше, а себестоимость добычи ниже, чем при подземной разработке месторождений. В настоящее время объем добычи полезных ископаемых на карьерах значительно превышает объем добычи в шахтах.
Основным средством механизации работ на карьерах являются одноковшовые экскаваторы. Эти машины применяются в карьерах черной и цветной металлургии, в промышленности строительных материалов, а также на земляных работах крупных строительств.
Современный одноковшовый экскаватор сложная и высокопроизводительная машина, оснащенная регулируемыми электроприводами большой мощности. Суммарная мощность электрических машин экскаватора очень велика и достигает нескольких тысяч киловатт у крупных экскаваторов. Системы управления электроприводами отдельных механизмов экскаватора отличаются значительным разнообразием как применяемых в них элементов, так и процессов управления, лежащих в основе их управления. В настоящее время, в связи с высоким развитием полупроводниковой преобразовательной техники, электрооборудование главных электроприводов механизмов крупных экскаваторов построено с применением тиристорных преобразователей для возбуждения генераторов и электродвигателей.
Одноковшовые экскаваторы предназначены для работы в весьма тяжелых условиях с разнопеременной нагрузкой, тряской, вибрацией, ударами, большой запыленности, повышенной влажности, при широких изменениях температуры окружающей среды. Электроприводы основных механизмов работают в интенсивном повторно-кратковременном режиме, с большой частотой включений, при изменяющейся в широких пределах нагрузкой на валу двигателей, с систематическими перегрузками электроприводов, механизмов, участвующих в процессе черпания грунта, при высокой вероятности тяжелых перегрузок вплоть до стопорения этих электроприводов.
Поэтому к механическому и электрическому оборудованию экскаватора предъявляются жесткие требования по вибростойкости, допустимому числу включений, гарантийному сроку безотказной работы, особые требования предъявляются к статическим и динамическим характеристикам механизмов экскаваторов.
В настоящее время на открытых горных работах работает большое количество типов и моделей экскаваторов, выполняющих громадный объем весьма трудоемких земляных работ.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты являются основными машинами, применяемыми на открытых горных разработках, как наиболее удовлетворяющие требованиям работы в самых тяжелых горно-геологических и климатических условиях.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты применяются для разработки грунтов различных категорий, начиная от самых легких и, кончая скальными породами, которые перед разработкой их экскаватором размельчают при помощи буровзрывных работ.
Так в настоящее время одноковшовый экскаватор является одной из самых сложных и наряду с этим одной из самых перспективных машин применяемых для разработки горных пород открытым способом.
Для решения задач по улучшению качества машин и повышению их надежности необходимо использовать более совершенные методы расчета и исследования. Внедрение в практику расчета машин вычислительной техники позволяет в настоящее время проводить исследования в области статики и динамики методами численного моделирования, и более точно определять действующие на узлы машин статические и динамические нагрузки. Кроме того, имитационное численное моделирование позволяет учесть ряд нелинейностей, которыми обладает реальная система. Все это способствует созданию автоматизированной системы регулируемого электропривода главных механизмов одноковшового экскаватора с наиболее оптимальными параметрами.
Целью данного дипломного проекта являлось проектирование и разработка электропривода механизма напора экскаватора карьерного гусеничного ЭКГ-15.
В результате выполненного проекта, спроектирован электропривод полностью отвечающий техническому заданию и всем указанным выше особенностям. Разработанный электропривод механизма напора одноковшового экскаватора ЭКГ-15 полностью удовлетворяет всем техническим требованиям и особенностям технологического процесса.
В систему автоматического управления электроприводом напора входят электродвигательная, преобразовательная, передаточная и управляющая системы, вместе представляющие сложную электромеханическую структуру. Кроме того, на характер работы этой системы оказывает существенное влияние специфика горного производства, что дополнительно предъявляет целый ряд требований к системе электропривода механизма напора.
Применение данной структуры с П-регуляторами позволило получить семейство экскаваторных характеристик c возможностью настройки коэффициента заполнения и коэффициента осечки.
В результате оптимизации линеаризованной САУ РЭП была получена статическая система с оптимальными параметрами корректирующих цепей. Показатели переходных процессов, полученные с помощью численного моделирования на ЭВМ близки к показателям системы, настроенной на модуль- ныйоптимум.
Электропривод напора обеспечивает работу в повторно-кратковременном режиме с резко-переменнойнагрузкой; минимальное время реверсирования и достаточно широкий диапазон регулирования.
В ходе проделанной работы был проведён выбор по роду тока и мощности электродвигателя, генератора и возбудителя генератора. Разработаны функциональная, принципиальная и структурная схемы регулирования скорости подъёма ковша. Показано, что наиболее полно удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к электроприводу напора механизма ковша экскаватора, является двухконтурная система подчинённого регулирования с внутренним контуром тока и внешним контуром напряжения. Кроме того, электропривод механизма напора снабжен системой защит и сигнализации, обеспечивающей безаварийную и безопасную работу экскаватора.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
