Прессовый участок цеха описание

Обновлено: 05.10.2024

Файлы: 1 файл

Kursovoy_proekt.docx

Электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входят более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт; в отрасли работают более 1 млн. человек. Стратегия развития отечественной энергетики предусматривает дальнейший рост производства электроэнергии всеми электростанциями России. К 2015 г. намечается достичь годовой выработки электроэнергии 1460 млрд. кВт-ч. Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия и гражданские здания. Они расходуют более 78 % всей электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране. Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост их энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств, огромное жилищное строительство выдвигают проблему рационального электроснабжения потребителей. Системой электроснабжения называют совокупность установок для выработки, распределения и потребления электроэнергии. Система распределения большого количества электроэнергии должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования и прогрессивных схем питания, широком применении автоматизации. Современное электрооборудование требует качественное и надежное электропитание. Получение электроэнергии требует больших материальных затрат от государства и приводит к нарушению экологии. Поэтому перед энергетикой ставится проблема экономии электроэнергии. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации. Также более экономичны сети и установки трёхфазного тока с частотой 50 Гц по сравнению с сетями и установками однофазного применения, т.к. от трехфазных сетей могут питаться как однофазные, так и трехфазные потребители. Наряду с трехфазным током в некоторых отраслях применяют постоянный ток, который получают путем выпрямления переменного тока. В большинстве случаев это электролизные установки химической промышленности и цветной металлургии, а так же железнодорожный и городской электротранспорт. В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование, монтаж и эксплуатацию современных систем электроснабжения промышленных предприятий и гражданских зданий, являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, качества электроэнергии на зажимах электроприёмников, электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

1.1. Характеристика ЭСН и ЭО прессового участка цеха, электрических нагрузок и его технологического процесса.

Прессовый участок (ПУ) предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности. Он является составной частью крупного завода электроизделий.

На нем предусмотрены: станочное отделение, где размещен станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балки и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение (ЭСН) от собственной трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке здания. Распределительные устройства (РУ) потребителей ЭЭ размещены в станочном отделении. От этой же ТП получают ЭСН еще два участка с дополнительной нагрузкой каждый (S=250 кВ*А, cos f=0,8; Кп=0,5).

Количество рабочих смен – 3.

Грунт в районе здания – глина с температурой +15С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 8 и 6 м каждый.

Целью курсового проекта является приобретение навыков в разработке, применении известных методов расчета проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий и его объектов, которые бы обеспечивали надлежащую бесперебойность питания, степень зашиты и автоматики, качество питающего напряжения, надежность, удобство эксплуатации и ремонта, экономичность и т.д.

Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

Спектр решаемых вопросов охватывает в основном весь курс электроснабжения, что позволяет студентам практическое восприятие всего ее содержания.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика проектируемого объекта, электрических нагрузок и его технологического процесса

Прессовый участок цеха (ПУ) предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности.

В нем предусмотрены: станочное отделение, где размещен станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балки и наземных электротележек.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 2 км, а от ЭСН до ГПП – 5 км. Напряжение на ГПП – 10 кВ.

Все электроприемники относятся к 2 категории надежности ЭСН. Количество рабочих смен – 3.

Грунт в районе здания – глина с температурой +15°С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 метров каждый.

Размеры здания А х В х Н = 48 х 30 х 7 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, высотой 3,2 м. Перечень ЭО цеха металлорежущих станков приведен в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника. Расположение основного ЭО указано на плане

Таблица 1. Перечень ЭО участка автоматизированного цеха

№	Наименование ЭО	P_ЭП,	Примечание
1	2	3	4
4…8	Прессы электромеханические	13,9
9…12	Прессы фрикционные	17,2
13	Кран-балка	8,5	ПВ=40%
14…18	Молоты ковочные	12,3
19,20	Вентиляторы	5
21…26	Прессы кривошипные	20	ПВ=60%
27,28	Насосы масляные	4
29,30	Наждачные станки	2,5	1-фазные
33,34	Сверильные станки	2,5

1.2 Классификация помещении по взрыво-, пожаро- и электробезопасности

Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.

При определении взрывоопасных зон принимается, что:

а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения;

б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность;

в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами.

2. В помещениях с производствами категорий А, Б и Е электрооборудование должно удовлетворять требованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов.Зоны взрывоопасности: В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-ІІ, В-ІІа.

Все помещения электромеханического цеха являются не взрывоопасными.

Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Зоны пожароопасности: П-I, П-II, П-IIа, П-IIІ.

В электромеханическом цехе встречаются помещения следующих классов:

Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61℃.

Зоны класса П-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

Классификация помещений по электробезопасности. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:

помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

· сырость или токопроводящая пыль;

· токопроводящиё полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);

· возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;

3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

· химически активная или органическая среда;

· одновременно два или более условий повышенной опасности.

Таблица 2. Классификация помещений автоматизированного цеха по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Металлургическая промышленность – одна из основных отраслей народного хозяйства, определяющая уровень развития страны и являющаяся базой для других отраслей промышленности.

Обработка металлов заключается в придании металлу заданных формы и размеров, а также определенных механических и физических свойств. Основными видами обработки являются литье, обработка давлением и обработка резанием.

Литьем получают готовые крупногабаритные детали различной конфигурации, а также специальными методами литья – мелкие детали сложной формы. Кроме того, большое количество заготовок отливают для последующей обработки давлением и механической обработки, так как литые детали по механическим свойствам, качеству поверхности и точности размеров заметно уступают деталям, полученным другими видами металлообработки. В настоящее время литые заготовки получают в виде слитков, листов, прутков, труб и проволоки.

Механическая обработка (обработка резанием) применяется в основном в качестве отделочной операции, а также для получения деталей сложной формы с жесткими требованиями к размерам и качеству поверхности. В настоящее время для производства изделий известно немало видов механообработки: токарная, фрезерование, строжка, сверловка и другие.

Обработка давлением – завершающий этап в производстве изделий (полуфабрикатов) из металлов и сплавов. Ею получают изделия самой разнообразной формы. К основным способам обработки металлов давлением относятся ковка, штамповка, прокатка, прессование и волочение.

При производстве труб, прутков и профилей из цветных металлов и сплавов прессование является основной заготовительной операцией. Прессование – процесс выдавливания из замкнутой полости через отверстие в матрице металла с приданием ему требуемой формы. При прессовании возможна деформация металла с наибольшими обжатиями по сравнению со всеми другими видами обработки давлением и изготовление изделий самой различной конфигурации. Прессованием можно получить изделия из материалов, не поддающихся прокатке и волочению, благодаря тому, что заготовка при прессовании подвергается всестороннему сжатию.

Время переналадки инструмента при прессовании короче, чем при прокатке, что особенно важно при производстве полуфабрикатов из цветных металлов, характеризующемся широким разнообразием размеров изделий и сравнительно небольшими объемами продукции одного размера.

Достоинства процесса прессования определили его широкое распространение при производстве труб, прутков и профилей из легких и тяжелых цветных металлов.

1.2. Характеристики сплава АМг6

Сплав АМг6 относится к сплавам системы Al-Mg, которые в свою очередь относятся к группе термически неупрочняемых коррозионностойких и свариваемых сплавов. В литых сплавах системы Al-Mg с различным содержанием магния и марганца, железа и кремния могут присутствовать фазы Al₃ Mg₂ , Al₆ (FeMn), Mg₂ Si (рис. 1). Количество фазы Al₃ Mg₂ растет с повышением содержания магния в сплаве. С повышением содержания в сплаве марганца и железа увеличивается количество фазы Al₆ (FeMn) и выделения ее сильно огрубляются. Введение в сплавы титана и ванадия может привести к образованию интерметаллидов Al₃ Ti и Al₃ V. Плоские, круглые и полые слитки сплавов данной системы имеют однородную макроструктуру (слитки до 0.300 м). На слитках большого сечения возможно образование веерной структуры, для подавления которой применяются кристаллизаторы с электромагнитным перемешиванием.

Равновесная диаграмма состояния Al-Mg (заштрихованная зона – область составов промышленных сплавов)

Он имеет невысокие прочностные характеристики – временное сопротивление и, в особенности, предел текучести, но отличается высокой пластичностью, хорошей коррозионной стойкостью в различных средах и хорошо сваривается аргонодуговой сваркой.

Химический состав сплава АМг6 определяется ГОСТом 4784–97 и приведен в табл. 1.

Химический состав АМг6 (масс. %)

Сплав АМг6 содержит добавки марганца и титана. Марганец способствует повышению прочностных свойств полуфабрикатов и с этой целью вводится в количестве 0.2-0.8 %; титан используется в качестве модификатора литой зеренной структуры в слитках непрерывного литья, в сварных швах, уменьшая тем самым склонность сплавов к кристаллизационным трещинам при литье и аргонодуговой сварке.

Сплавы системы Al-Mg обладают хорошей свариваемостью. С повышением содержания магния коэффициент трещинообразования при сварке уменьшается. Однако, в связи с увеличением температурного интервала плавления и повышением концентрации водорода, с ростом содержания магния пористость сварных соединений возрастает.

Сварные соединения этих сплавов ослаблены по сравнению с основным материалом. Это относится к характеристикам прочности, пластичности и стойкости против коррозии. Для повышения коррозионной стойкости сварных соединений сплава АМг6 полуфабрикаты перед сваркой необходимо подвергать ступенчатому отжигу.

Промышленность выпускает все виды деформированных полуфабрикатов, прежде всего катаные – плиты, листы, ленты, а также прессованные панели, профили, прутки, трубы и кованые – поковки, штамповки. Полуфабрикаты выпускаются в термически необработанном состоянии, после отжига, а некоторые виды полуфабрикатов изготавливаются холодной обработкой давлением (в нагартованном состоянии). Нагартовка повышает прочностные характеристики, особенно предел текучести, но снижает пластичность. Последующая сварка устраняет нагартовку в зоне термического влияния сварного соединения, и механические свойства в указанной зоне соответствуют свойствам в отожженном состоянии.

Гарантируемые механические характеристики полуфабрикатов из АМг6 представлены в табл. 2.

Гарантируемые механические характеристики прессованных прутков из АМг6 в состоянии без термической обработки

Сплав	Полуфабрикаты	s_в , МПа	s₀₂ , МПа	d₅ , %
Сплав	Полуфабрикаты	не менее
АМг6	Прутки	315	155	15.0

Физические свойства АМг6 в отожженном состоянии приведены в табл. 3.

Физические свойства АМг6

Сплав	Состояние	Теплопроводность при 25°С, Дж/(м×с×°С)		Электросопротивление, Ом×м		Плотность, кг/м 3
АМг6	М	117.152		0.00067		2640
Средний коэффициент термического расширения при 20-100°С, a×10 6 , (°С) -1			Удельная теплоемкость при 100°С, Дж/(кг×°С)		Интервал температур плавления, °С
24.7			920.48		571-638

Деформированные полуфабрикаты из сплавов системы Al-Mg в большинстве случаев имеют рекристаллизованную структуру, кроме прессованных полуфабрикатов из сплава АМг6 с содержанием марганца ближе к верхнему пределу.

Полуфабрикаты из сплавов Al-Mg подвергаются только отжигу для снятия нагартовки и перевода их в мягкое отожженное состояние. Отжиг полуфабрикатов и изделий из магналиев необходимо проводить при температуре 310-335°С в течение 1-2 ч с последующим охлаждением на воздухе. Для сплава АМг6 при охлаждении после отжига необходимо делать выдержку при 250-260 °С в течение одного часа, затем охлаждать с нерегламентированной скоростью. При невозможности осуществления ступенчатого охлаждения следует вести охлаждение со скоростью не более 30°/ч.

Сплав АМг6 применяется в сварных конструкциях, для изготовления емкостей, используемых в том числе и при криогенных температурах.

1.3. Технические требования к готовым изделиям

Для оценки механических свойств прутков из сплава АМг6 во всех состояниях материала подвергают испытанию 5% прутков от партии, но не менее трех прутков от каждой партии.

При составлении партии прутков из нескольких плавок проверяют механические свойства не менее чем на двух прутках от каждой плавки.

Для каждого вида механических испытаний от выходного конца контролируемого прутка при диаметре 20 мм в продольном направлении отбирают один образец из центра сечения прутка. Расчетная длина образцов l₀ = 5d₀ .

Допуски на размеры прутков описаны в табл. 4.

Предельные отклонения по диаметру круглых прутков

Номинальный диаметр прутка, мм	Предельные отклонения при точности изготовления, мм
Номинальный диаметр прутка, мм	повышенной	нормальной
19-30	-0.52	-0.84

Овальность круглых прутков не должна выводить их размеры за предельные отклонения по диаметру.

Местная кривизна прутков на 1 м длины не должна превышать 3 мм для прутков диаметром до 100 мм.

1.2. Характеристики сплава АМг6

Сплав АМг6 относится к сплавам системы Al-Mg, которые в свою очередь относятся к группе термически неупрочняемых коррозионностойких и свариваемых сплавов. В литых сплавах системы Al-Mg с различным содержанием магния и марганца, железа и кремния могут присутствовать фазы Al₃Mg₂, Al₆(FeMn), Mg₂Si (рис. 1). Количество фазы Al₃Mg₂ растет с повышением содержания магния в сплаве. С повышением содержания в сплаве марганца и железа увеличивается количество фазы Al₆(FeMn) и выделения ее сильно огрубляются. Введение в сплавы титана и ванадия может привести к образованию интерметаллидов Al₃Ti и Al₃V. Плоские, круглые и полые слитки сплавов данной системы имеют однородную макроструктуру (слитки до 0.300 м). На слитках большого сечения возможно образование веерной структуры, для подавления которой применяются кристаллизаторы с электромагнитным перемешиванием.

Равновесная диаграмма состояния Al-Mg (заштрихованная зона – область составов промышленных сплавов)

Химический состав сплава АМг6 определяется ГОСТом 4784–97 и приведен в табл. 1.

Химический состав АМг6 (масс. %)

Плотность, кг/м 3

Гарантируемые механические характеристики полуфабрикатов из АМг6 представлены в табл. 2.

Физические свойства АМг6 в отожженном состоянии приведены в табл. 3.

Физические свойства АМг6

Плотность, кг/м 3

Средний коэффициент термического расширения при 20-100°С, a×10 6 , (°С) -1

Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 46308
Количество таблиц: 13
Количество изображений: 4

Читайте также: