Выбор основных параметров карьерного эксковатора с ковшом вместимостью 12м3, разработка конструкции механизма хода.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ МЕХАНИЗМА ХОДА 8
1.1 Методика оценки технического уровня карьерных экскаваторов 8
1.2 Анализ конструкций ходовых тележек карьерных экскаваторов 9
2 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЭКСКАВАТОРА 19
2.1 Выбор исходных данных для расчета 19
2.2 Определение сопротивления при прямолинейном движении экскаватора 20
2.3 Определение сопротивления при движении экскаватора на подъем 25
2.4 Определение сопротивления при повороте машины 25
3 КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА ХОДА 29
3.1 Обоснование выбора структурной схемы механизма хода 29
3.2 Выбор исходных данных и условия расчета 30
3.3 Расчеты зубчатых передач редуктора с учетом их триботехнических и прочностных особенностей 33
3.4 Компоновка и конструирование редуктора 47
3.5 Тепловой расчет и расчет системы смазки 68
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
4.1 Описание конструкции и назначения детали 71
4.2 Характеристика заданного типа производства 71
4.3 Метод получения заготовки 73
4.4 Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки 76
4.5 Обоснование выбора технологического оснащения. 79
4.6 Расчет режимов резания 79
4.7 Технологическое нормирование 82
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 84
Введение 84
5.1 Безопасность труда 84
5.2 Пожарная безопасность 97
5.3 Чрезвычайные ситуации 98
5.4 Охрана и природопользование окружающей среды 99
5.5 Выводы 101
6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 102
6.1 Единовременные затраты 102
7 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-12 105
Заключение 109
Литература 110
 

е) При работающих двигателях запрещается изменять масло в агрегатах и редукторах, а также смазывать узлы и детали машин.ж) На экскаваторах, имеющих подвижные рабочие органы обратная лопата, гидромолот, запрещается проводить обзоры, наладочные, регулировочные, ремонтные и любые другие работы, находясь под рабочими органами. В случае необходимости производства таких работ, поднятые рабочие органы устанавливают на предусмотренные в конструкции запоры или при отсутствии последних - надежно укрепляют козлами или бревнами, опертыми о земле.с) В кабинах базовых экскаваторов может находиться столько людей, сколько предусмотрено инструкцией. Нарушать это правило строго запрещается.и) Машинист должен работать на экскаваторе в крепкой одежде и в целых перчатках, чтобы не зацепиться за движущие части экскаватора рваными частями одежды или перчаток.н) Машинист никогда не должен включать любой из механизмов, если его невозможно немедленно выключить, так как в противном случае может создаться аварийная обстановка или его рабочего оборудования.в) Машинист не должен сходить с экскаватора к полной остановки.5.1.2 ЭлектробезопасностьПотребляемый ток – переменный, 3-х фазный, частота 50Гц, напряжение сети 6000В. Класс опасности поражения током – 3 (повышенный). Машинист должен иметь допуск работы на электрических установках не ниже 4 группы по электробезопасности.Электропривод экскаватора подключают к сети через распределительный пункт. Заземляющий болт подключающего пункта присоединяют к нулевому проводу и повторного заземления. Кабель, питающий экскаватор, должен иметь четыре жилы, в том числе одну нулевую. Один конец кабеля присоединяют к пункту, причем заземляющую жилу прикрепляют к заземляющему болту. Другой конец кабеля присоединяют к вступительной коробки закрепленной на нижней раме экскаватора. Фазные жилы кабеля присоединяют к клеммам, а жилу к заземленному болту вступительной коробки. Через этот болт и заземляют экскаватор, поскольку коробка прикреплена к металлическому корпусу, также металлическая связь с электроприводом.Электрическое сопротивление изоляции обмоток статора, ротора, электропроводки должен составлять не более 0,5Мом. Периодичность контроля – 1 год. Нарушение состояния заземления не допускается.Для обеспечения электробезопасности применяют следующие мероприятия (по ГОСТ12.1.019[34]):1. Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства:- защитные оболочки;- защитные ограждения (временные или стационарные);- защитные барьеры.- безопасное расположение токоведущих частей.- изоляция токоведущих частей (основная, дополнительная, усиленная, двойная);- изоляция рабочего места;- малое напряжение;- защитное отключение;- электрическое разделение (см. ГОСТ Р МЭК 61140[44]);- предупредительная сигнализация, блокировки, знаки безопасности.2 Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы:- защитное заземление;- зануление.- выравнивание потенциалов;- защитное экранирование;- систему защитных проводов;- защитное отключение;- изоляцию нетоковедущих частей;- электрическое разделение сети;- простое и защитное разделения цепей (см. ГОСТ Р МЭК 61140);- малое напряжение;- контроль изоляции;- компенсацию токов замыкания на землю;- электроизоляционные средства;- средства индивидуальной защиты.Технические способы и средства применяют раздельно или в сочетании друг с другом так, чтобы обеспечивалась оптимальная защита при нормальном функционировании электроустановок и при возникновении аварийных ситуаций.3. Для обеспечения защиты от поражения термическим действием электрической дуги при работах в закрытых и открытых электроустановках (оборудование электрических сетей, станций и подстанций, контактная сеть железных дорог) со снятием и без снятия напряжения дополнительно следует применять специальные защитные термостойкие комплекты, включающие одежду, обувь, средства защиты головы и рук.4 Для защиты от поражения электрическим током при прикосновении работающих к элементам электроустановок, находящихся под наведенным напряжением, вызванным электромагнитным влиянием электроустановок, находящихся под рабочим напряжением (двухцепные ВЛ электропередачи, грозозащитные тросы ВЛ, кабельные линии, ВОЛС и контактная сеть железных дорог переменного тока), дополнительно следует применять шунтирующие (электропроводящие) комплекты, включающие одежду, обувь, средства защиты головы и рук.5.1.3 Анализ условий трудаРабота операторов машин для земляных работ характеризуется повышенной затратой мускульной энергии. При выполнении рабочих процессов мускульная энергия расходуется на перемещение рычагов и педалей. Управляя экскаватором оператор производит 2000 - 5000 включений механизмов в течении одного часа. Это составляет затраты энергии за 1 смену более 250Вт. Таким образом, при оценке микроклимата в кабине управления машиной следует учитывать выделение человеком теплоты в указанном количестве. Проектируемые машины универсального использования (экскаваторы) могут разрабатывать сильно пылящие грунты материалы, среды, обладающие повышенной токсичностью, неприятными запахами. В средних условиях при разработке суглинистых и супесчаных грунтов на открытых площадках содержание пыли в воздухе возле работающей землеройной машины составляет 40... 50 мг/м3[28].5.1.3.1 Тяжесть и напряженность трудаИзучив руководство Р 2.2.2006-05[38] определяем, что по влиянию вредных факторов рабочее место машиниста экскаватора можно отнести к 3 классу по условиям труда. 3 класс (вредные условия труда) характеризуются наличием вредных факторов, уровни которых превышают гигиенические нормативы и оказывают неблагоприятное действие на организм работника и/или его потомство.Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работников[32] условно разделяют на 4 степени вредности. Рабочее место машиниста относится к 1 степени.5.1.3.2 Состояние воздушной среды, вентиляцияВ кабине присутствуют:Пыль, аэрозоль………………………………….4-.5 ПДК.Время воздействия фактора……………………..70%Класс (степень)условий труда сучетом временивоздействияфактора – 3.1Борьба с пылью как профессиональной вредностью предусматривает следующие мероприятия:предупреждение или снижение пылеобразования (разработка и внедрение машин, работающих на принципе крупного скола, предварительное увлажнение массива);осаждение пыли, содержащейся в воздухе (орошение, применение пены); разжижение взвешенной в воздухе пыли (вентиляция);пылеотсос.Мероприятия, препятствующие появлению источников воспламенения пыли: применение предохранительных ВВ, электрического взрывания, взрывозащитного электрооборудования и светильников, запрещение открытого огня.В условиях запыленности наружного воздуха, например, при земляных работах, в кабинах устанавливается фильтровентиляционные установки или кондиционеры.Фильтровентиляционная установка кабин экскаваторов состоит из вентилятора, двухступенчатого фильтра, климатизера, воздухораспределительные устройства и напорного воздуха с нагревательными элементами и увлажнителем воздуха.С помощью установки можно вентилировать кабину по рециркулярционною или прямоточной системой. Воздух поступающий очищается от пыли в два этапа. Холодный воздух подогревается электрокалорифером, а теплый охлаждается и увлажняется водой.Для обеспечения в кабинах экскаваторов предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе в соответствии с нормами ГОСТ 12.1.005-76 [29] устраивают естественную вентиляцию: открывают люки, форточки, опускаются стекла, а также пылеуловители, воздухоохладители, кондиционеры и отопители.5.1.3.3 МикроклиматНа рабочем месте допускаются следующие параметры микроклимата:Температура воздуха 18-20 ОС;Относительная влажность………..%;Работа в неотапливаемом помещении.Класс условий труда 3.1На карьерных экскаваторах отопление и вентиляцию кабины устраивают раздельно. Тепло поступает в кабину через рукав от растровые - заборника. Нагретый вентилятором от радиатора воздух подается в приемник. Принудительная вентиляция осуществляется вентилятором установленном на крыше кабины. Вентилятор, приводимый в движение электродвигателем, засасывает наружный воздух под колпак. Поступивший воздух подвергается центробежной очистки от пыли на лопасти вентилятора. Далее чистый воздух через патрубок поступает в кабину, а пыль, отделенная от воздуха выбрасывается наружу через отверстия в корпусе вентилятора. Вентилятор, создавая в кабине избыточное давление 40 ... 50 Па, препятствует проникновению пыли через неплотности в кабине. Отопитель начинает эффективно работать, если жидкость, циркулирующая в системе охлаждения двигателя, имеет температуру 75 ... 800С. Температура воздуха, поступающая от системы отопления должна быть не более 80С.5.1.3.4 ОсвещениеИсточником естественного освещения является лучистая энергия солнца. Под естественным освещение понимают освещения кабины экскаватора солнечным светом через световые проемы. Для обеспечения нормальных условий эксплуатации механизмов и приборов внутри кабин экскаваторов освещенность должна быть не менее 50лк. Чтобы избежать ослепления применяют светильники рассеянного света. Освещение приборов и указателей не должно давать бликов на стекле, бездействовать раздражающе на глаза машиниста и исключать необходимость менять позу при осмотре прибора. Размер освещенности приборов и указателей должна быть в пределах 0,3 ... 1,1 лк[27]. Индивидуальное освещение предусматривают для каждого прибора путем размещения малогабаритного светильника его панелью. Освещенность шкалы приборов должна плавно регулироваться до полного исключения.На открытых горных работах применяются следующие виды освещения: общее, местное и комбинированное.Местное освещение применяется для освещения отдельных видов работ, имеющих незначительную площадь, осуществляется оно светильниками общего назначения и прожекторами, установленными на механизм и его опоры.Определяем коэффициент использования светового потока:где Ф - общий световой поток всех светильников, лк; Еmin- минимальная нормируемая освещенность, лк;Kз - коэффициент запаса;S - площадь освещаемой территории, S = 2700 м2;Z - поправочный коэффициент;- коэффициент использования светового потока.Показатель территории Высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью - h=30 м. По справочным данным принимаем к установке светильник типа ДРЛ с характеристикой: Фл = 10500 лм; Рн = 250 Вт.Требуемое число светильников определяем по зависимости:Установленная номинальная мощность группы светильников с лампами для продолжения работ в аварийном режиме принимается 10 % от расчетного значения мощности освещения.где 1 - КПД одной лампы,\Соответственно аварийная мощность освещения составит: Учитывая вышеприведенные данные, т.е. максимальную активную нагрузку, подбираем трасформатор.где Кс - коэффициент спроса.Годовой расход энергии на освещениегде Тг - годовое число использования осветительной нагрузки, 4800 часов.Результаты расчетов освещенности сводим в таблицу 5.1.Таблица 5.1 -Сводные данные освещенностиТип освещенияРабочееАварийноеОбщееТип светильникаДРЛ250ММощность, кВт25040290Кол-во светильников12618Рав, кВт2,40,242,64Площадь освещения, м22700-2700Годовое использование нагрузки на освещение4800-4800Годовой расход энергии10944-10944Освещенность рабочего места соответствует 2 классу условий труда.5.1.3.5 ШумУровни интенсивности основных источников шума следующие[36]:- двигателя равен 105... 115 дБ;- компрессоров и воздуходувок 100 дБ;- вибраторов -105... 110 дБ.В кабину оператора шум проникает несколькими путями:а) через воздушную среду, преодолевая звукоизолирующие преграды ограждений;б) через металлоконструкции при жестком креплении к ним источниковшума и кабиныЭти конструкции могут усиливать действие первичных источников шума за счет присоединения к ним вторичных. Такое усиление возникает в случае, если появляется резонирование отдельных элементов металлоконструкции и стенок ограждений (капот двигателя, стенки кабины, приборные щитки), при недостаточно надежном креплении агрегатов к раме или в результате износа шарнирных соединений деталей.С чрезмерным шумом необходимо бороться, подавляя его в первую очередь в источнике возникновения. Интенсивность шума двигателя резко снижается после установки глушителей, однако в результате уменьшается эффективная мощность двигателя. Замена прямозубых зубчатых пар редукторов косозубыми, крепление вибрирующих агрегатов и кабины к раме через эластичные вставки (виброизоляторы) также снижают эффективность шума, распространяющегося по воздушной среде, осуществляется путем звукоизолирования кабины и рационального размещения относительно кабины агрегатов, создающих шум.На рабочем месте наблюдается интенсивный шум 84дБ при допустимом 80дБ. Время воздействия фактора – 72%. Класс условий труда – 3.1[37].5.1.3.6 ВибрацияНаблюдается транспортная вибрация в пределах 22-50дБ, допустимая 59дБ[38]. Время воздействия фактора – 72%. Класс условий труда – 2.5.1.3.7 Электро-магнитные излученияРабочее место машиниста защищено защитными экранами от ЭМИ силовых установок. Излучение на рабочем месте не обнаружено.5.1.3.8 ЭргономикаРабочая поза. Машинист находится периодически (до 25% времени смены) в неудобной позе. Время воздействия фактора 72%. Класс условий труда 3.2[33].Интелектуальные нагрузки. Работа осуществляется по инструкции – 3.1 класс условий труда.Восприятие сигналов. Воспринимает сигналы с их последующим сопоставлением фактическим значениям – 2 класс.Характер выполняемой работы. Работает в условиях дефицита времени – 3.1 класс условий труда.Эмоциональные нагрузки. Несет ответственность за функциональное качество основной работы – 3.1 класс условий труда.Степень риска для собственной жизни – вероятна. Соответствует 3.2 классу условий труда.Общая оценка условий труда машиниста экскаватора соответствует 3.2 классу.5.2 Пожарная безопасностьЭкскаватор ЭКГ-12 относится к классу пожарной опасности Е по ФЗ 123.Причиной пожара может послужить самовозгорание угля или загорание его от внешних источников. Поэтому площадка для складирования угля должна быть очищена от растительных остатков, утрамбована или покрыта бетоном. Длительное хранение угля должно быть в штабелях определенной высоты, между которыми должны быть проезды шириной не менее 6 м и проходы не менее 2 м. Уголь в штабелях необходимо утрамбовывать для ограничения доступа воздуха и контролировать температуру угля в штабеле. При достижении 60оС нужно охлаждать уголь. Кроме этого, для предупреждения и ликвидации очагов самовозгорания проводят мероприятия по снижению химической активности, а именно, окислительной способности самовозгорающегося материала в соприкосновении с кислородом; по устранению окисляющихся материалов.Для противопожарных целей используют воду из хозяйственно-питьевого или технического водопровода, противопожарного водоема. Водоем предназначен для резервного питания противопожарных водопроводов. Вместимость водоема определяется по наибольшему расходу воды на один пожар в течении 3-х часов, но не менее 300 м3 при питании из 2-х источников. Противопожарный водоем оборудуют двумя насосами (рабочим и резервным) и трубопроводом диаметром не менее 100 мм. Для противопожарного водоснабжения в качестве резерва используются трубопроводы любых назначений - оросительные, водоотливные, сжатого воздуха и др. Расход воды на тушение 1 пожара рассчитывается суммарно% на водяную завесу не менее 50 м3/ч и цельноструйное тушение из 1 пожарного ствола - 30 м3/ч.По правилам противопожарной безопасности в кабине и машинном отделении экскаватора имеются первичные средства пожаротушения: 3 огнетушителя порошкового ОПУ-2, 2 ведра, лопата, асбестовое полотно и ящик с песком в машинном отделении.5.3 Чрезвычайные ситуацииНа площадке работы экскаватора возможны следующие ЧС[43]:Появление людей в опасной зоне работающего экскаватора;Просадка, или сползание грунта;ПожарДля предотвращения появления людей участок обносят ограждением, устанавливают видеокамеры.Для предотвращения просадки и сползания грунта ставят подпорки.При возникновении пожара, следует предпринять следующие меры:- организовать оповещение всех заинтересованных инстанций (руководства, диспетчеров) и персонала об угрозе, ее масштабах, мер по спасению и предотвращению распространения пожара;-организовать эвакуацию людей с помощью эвакуационных выходов, путей;-обеспечить, по возможности, организацию спасения материальных ценностей и имущества;- предпринять мероприятия по уменьшению распространения опасности собственными силами (ДПД и ПТК);- оказывать посильную помощь пожарным службам в борьбе с огнем.5.4 Охрана и природопользование окружающей средыВ результате производственной деятельности на предприятии образуются твердые отходы, для хранения, утилизации или переработки которых предприятие не имеет технических возможностей.В результате замены светильников или ламп дневного освещения на комбинате возникают отходы люминесцентных ламп, которые хранятся в специально отведенном для этих целей помещении в фабричных картонных коробках.В результате производственной деятельности образуются следующие отходы: лом и отходы черных металлов, отработанные аккумуляторы, отработанные масла, отработанные шины, лом и отходы цветных металлов, промасленная ветошь, шлам от мойки машин.При сжигании угля в кузнечном горне образуется шлак.На предприятии также образуются такие отходы, как макулатура, уличный смет и ТБО.Твердые отходы образуются как от основного производства, так и от вспомогательных цехов. Краткая характеристика образования отходов:1. Лом и отходы чёрных металлов – 20т.Лом и отходы черных металлов образуются от списания техники. Складируются на специально отведенной площадке с твердым покрытием размерами 10x20 м, передается в организации, занимающиеся сбором лома и отходов черных металлов один раз в квартал.2. Отработанные ртутьсодержащие лампы- 7 шт.Отработанные ртутьсодержащие лампы временно хранятся в фабричных упаковках в отдельно стоящем металлическом складе. По мере накопления ртутьсодержащие лампы будут передаваться на демеркуризацию.3. Промасленная ветошь- 0.5 т.Образуется в результате обслуживания автотранспорта. Накапливается в металлическом контейнере, а затем сжигается в кузнечном горне.4. Отработанные масла- 5.6 тХранятся в металлических бочках. Используются для собственных нужд.5. Лом и отходы цветных металлов- 0.5 тОбразуется в токарном цехе. Складируется в металлическом контейнере около помещения токарного цеха.6. Шлак- 1.3тОбразуется при сжигании угля в кузнечном горне. Складируется на площадке с твердым. Используется для подсыпки дорог, территории.7. ТБО-25 м 3Образуются в результате основной деятельности человека. Складируются в один металлический контейнер. Вывозятся на городской полигон твердых бытовых отходов.8. Макулатура- 0.2 тОбразуется от основной деятельности человека. Складируется навалом в архиве в складском помещении. Передаётся во «Вторресурсы».Планировка площадок (мест) временного хранения отходов согласованы с городским центром санэпидемнадзора и отделом охраны окружающей среды .Транспортировка отходов - автотранспортом.Реализация отходов производства и потребления производится по мере их накопления и согласно договоров поставки.План мероприятий по уменьшению вредного воздействия загрязняющих веществ (ЗВ) на окружающую среду1. Содержать под контролем сбросы ЗВ в сточные воды городского коллектора (ежемесячное взятие проб на анализ).2. Регулярно (раз в месяц) производить очистку канализационных колодцев.3. Для улучшения качества ливневых сточных вод не допускать разлива нефтепродуктов на территории предприятия.4. Производить чистку отстойника не реже 1 раза в 6 месяцев.5.5 ВыводыВ кабине управления экскаватором ЭКГ-12 условия микроклимата соответствуют нормам. Выполняются требования к освещению, вибрации и уровням шума. Предусмотрены меры по защите от электрического тока, пожарных ситуаций. При правильной организации рабочего места и учете основных требований к технике безопасности, воздействие вредных и опасных факторов на организм человека сводится к минимуму. Кроме того, выполнение и учет рассмотренных показателей приводит к увеличению производительности труда вследствие меньшей утомляемости и предрасположенности различного рода заболеваниям и травматизму.6 Экономическое обоснование проекта1 Единовременные затратыЦель работы: Показать с помощью расчетов экономическую окупаемость проектируемого варианта: привод ходового механизма ЭКГ состоит из электрического двигателя, муфты, червячно-цилиндрического редуктора. Цель создать вместо одного привода два независимых каждой гусеницы, размещенного на раме ходовой тележки, что обеспечивает уменьшение моментов инерции вращающихся частей, и упрощает конструкцию и возможность применения серийного оборудования.Затраты модернизацию Змод = Зпр + Змат + Зсб, (6.1)1) Затраты на проектирование механизма хода. ,(6.2)где n – время, необходимое на проектирование;Ч – количество работников, проектирующих механизм хода;О – оклад конструктора на данном предприятии;Кпр – коэффициент премирования сотрудников на предприятии;Кр – районный коэффициент;Ксоц.в– коэффициент отчислений предприятия на социальные нужды;2) Затраты на комплектующиеТаблица 6.1 - Затраты на комплектующие и материалыПокупные комплекты и материалыКоличество, шт.Цена, руб.Итого, руб.Двигатель250001028000Муфта 2800016000Редуктор2182000364000Итого:14080003) Расчет затрат на монтаж:Зсб = 4 ∙ n ∙ 80 ∙ Кдоп ∙ Кпос ∙КсоцЗсб – затраты на сборкуn – количество часовКдоп - коэф. учитывающий дополнительную заработную плату Кпос - коэф. поясной Ксоц - коэф. учитывающий единый социальный налог Зсб = 4 ∙ 24 ∙ 80 ∙ 1,12 ∙ 1,15 ∙ 1,35 = 13353 руб.Зед = Зпр + Змат + Зсб =109 296+1 408 000+13353=1 530649 руб.Зпр – затраты на проектированиеЗмат – затраты на материалыРасчет капитальных затрат (Зкап):1) Зкап.б= Ц ∙ Ктр-затр=14 000 000∙1,15=16 100 000 руб.2) Зкап.п= Зост + Змод =7 000 000+1 408 000=8 408 000 руб.IIТекущие(эксплуатационные) затраты:1) Затраты на амортизациюЗам = , гдеК – капитальные вложенияН – норма амортизации 10%Зам.б = = = 1,61 млн.руб.Зам.п = = = 0,8408 млн.руб.2) Затраты на ремонтЗрем =Зам∙ 30% от капитальных вложенийЗрем.б = 1,61 ∙ 0,3 = 0,483 млн.руб.Зрем.п = 0,8408∙ 0,3 = 0,252 млн.руб.3) Затраты на электроэнергиюЗэл = руб. Ny - мощность электродвигателяkN - ср.коэф.загрузки эл.двигателя по мощностиkвр - ср.коэф.загрузки эл.двигателя по времениkод - ср.коэф. одновременности работы всех эл.двигателейkw - коэф. учитывающие потери электроэнергии в сетиФр - действительный годовой фонд времени рабочего Цэ - стоимость 1 кВт*ч электроэнергии - коэф. полезного действияЗэксп.б = Зам.б + Зрем.б = 1,61+0,483=2,093 млн.руб.Зэксп.п = Зам.п + Зрем.п = 0,8408+0,252=1,093 млн.руб.IIIРасчет срока окупаемости затрат на модернизациюТок = / Зэл = 1530649/605 935 = 2,53 годТаблица - Экономической эффективности модернизации ПоказателиБазовый вариантПроектный вариантОтклонение1. Капитальные вложения16 100 0008 408 000-7 692 0002. Затраты на модернизациюНа проектированиеНа покупку комплектов и материаловНа сборку и монтаж1 5306491092961 408 00013 3533.Текущие (эксплуатационные) затраты:На амортизациюНа ремонтНа электроэнергию2 093 0001 610 000483 000605 9351 093 040840 800252 240605 935- 999 960- 769 200-230 7604. Приведенные затраты4 791 9352 792015-1 999 9205. Срок окупаемости затрат на модернизацию2,52Вывод: Данная модернизация окупается за 2,52 года, это позволило достичь поставленной цели.7 Электрооборудование и средства автоматизации экскаватора ЭКГ-12Электрооборудование экскаватора предназначено для: - электроснабжения экскаватора;- привода и управления главными и вспомогательными механизмами; - вентиляции, обогрева кузова и кабины машиниста; - обогрева системы смазки и пневмосистемы; - наружного и внутреннего освещения экскаватора;- контроля изоляции в цепях переменного 220В и 380В и цепях управления 110В постоянного тока;Экскаватор ЭКГ-12 получает электроэнергию от наружного пункта по высоковольтному кабелю, входящему в комплект поставки экскаватора.Управление главными электроприводами - ручное дистанционное с помощью сельсинных командоаппаратов из кабины машиниста.Система управления оснащена КИП, аппаратами диагностики и контроля работы электрооборудования, а также аппаратами аварийной сигнализации и отключения механизмов.Вентиляция электродвигателей осуществляется посредством вентиляторов, приводимых во вращение отдельными двигателями.Электрооборудование экскаватора ЭКГ-16 представляет собой сложный электротехнический комплекс, отличительной особенностью которого является применение тиристорных преобразователей, питающих обмотки возбуждения генераторов и двигателей постоянного тока (система генератор -двигатель с тиристорным возбуждением - система Г-Д с ТВ).Рассмотрим систему автоматизированного управления приводом хода по функциональной схеме, показанной на рисунке 7.1:Рисунок 7.1 - Функциональная схема управления приводом хода экскаватора ЭКГ-12Основные элементы схемы управления:1. Сельсинный командоаппарат ручной СКАР.Формирует входной сигнал "~Uвx". В зависимости от угла поворота ротора сельсина изменяется амплитуда сигнала Uвx.При переводе рукояти командоаппарата через нейтральное положение изменяется фаза сигнала на 180 эл. градусов.2. Ячейка фазочувствительного выпрямителя ЯФЧВ.Предназначена для формирования задающего сигнала системы управления путем преобразования напряжения сельсина задающего командоаппарата в сигнал постоянного тока с учетом амплитуды и фазы выходного напряжения сельсина.3. Ячейка регулятора напряжения ЯРИ.Предназначена для управления напряжением генератора системы Г-Д, и таким образом, напряжением и скоростью двигателей привода.4. Ячейка регулятора тока ЯРТ.Предназначена для регулирования и ограничения тока якорных цепей, формирования статических и динамических характеристик привода. Ограничение тока происходит при величинах якорных токов, превышающих ток отсечки5. Ячейка управления возбуждением двигателя ЯВЛ. Предназначена для управления приводом кабельного барабана.6. Ячейка снижения механических перегрузок ЯМСП. Предназначена для уменьшения динамических нагрузок в механизме хода. Ячейка ЯСМП вступает в работу, подавая сигнал на уменьшение момента двигателя, когда на узле выделения минимального сигнала сигнал «Ud», будет меньше сигнала «Uprn».7. Ячейка гальванической развязки ЯГР. Предназначена для гальванической развязки передаваемого аналогового сигнала от силовых цепей привода (якорных цепей) к низковольтным цепям управления.8. ЯГР ПН - датчик напряжения. 9. ЯГР ЦТ ~ датчик тока.10. Шкафы тиристорных возбудителей (ШТУ). Питают обмотки возбуждения генератора и двигателя привода кабельного барабана.Питание якорных цепей двигателей обеспечивают генераторы постоянного тока 4ГПЭМ 1250-171У2, 1250 кВт, 930В, 1000 об/мин, Iвозб.=21,5А,Iя=800А.Привод хода осуществляется от двигателей постоянного тока параллельного возбуждения, 150кВт. 220В,Iвозб.=6.5А. Iя=740А.Работа системы управления (по схеме):В системе Г-Д при заданном сигнале на входе, выходная величина - частота вращения п определяется нагрузкой на валу двигателя, которая изменяется в зависимости от режима работы механизмахода.Идея замкнутой системы управления сводится к тому, что в системе автоматически компенсируется воздействие возмущающихфакторов, и скорость вращения вала двигателя может с большейточностью поддерживаться на требуемом уровне.Входной сигнал «≈Uвx»формируется сельсинным командоаппаратом СКАР.С учетом амплитуды и фазы выходного напряжения сельсина, ЯФЧВ формирует задающий сигнал системы управления U3и подает его на ЯРН, после чего сигнал UPHподается на ЯРТ, затем UPTна ЯСМП.После ЯСМП управляющий сигнал поступает на блок тиристоров в ШТУ, и изменяет ток обмотки возбуждения генератора, частоту вращения якоря генератора. Напряжение якорной цепи генератора и двигателя изменяется, соответственно изменяется частота вращения двигателя п.Принцип замкнутой системы управления характеризуется сравнением управляющего воздействия с действительным изменением регулируемой величины за счет применения обратной связи.Датчик напряжения ЯГР-ДН снимает величину напряжения якорной цепи двигателя и генератора и подает сигнал Udв ЯРН, где сравнивает Udс Uз и передает Ud1на ЯРТ, где происходит сравнение его с UРH, после чего корректированный сигнал UPTпоступает на ЯСМП, сравнивается с Ud.Если Udменьше UPT, то ЯСМП через ШТУ уменьшает ток на обмотке возбуждения генератора - уменьшится момент на двигателе, т.е. сработает защита от перегрузки.Датчик тока ЯГР-ДТ измеряет ток якорной цепи генератора и двигателя. Передает измеренный сигнал на ЯРН, ЯРТ, ЯСМП. В каждой из ячеек сигнал корректируется, в итоге изменяется ток обмотки возбуждения генератора инапряжение на якоре двигателя.Рассмотрим цепь системы управления кабельным барабаном, которая обеспечивает скорость намотки и размотки питающего кабеля в зависимости от скорости перемещения экскаватора. (На схеме цепь выделена штриховой линией).Датчик тока возбуждения двигателя ДТВ измеряет ток в обмотке возбуждения двигателя привода кабельного барабана и подает сигнал Iв на ячейку возбуждения двигателя ЯВД. Также на нее поступает сигнал Ud с датчика напряжения ЯГР-ДН, соответствующий напряжению на якоре двигателя привода хода. ЯВД обрабатывает сигналы Iв и Uви подает сигнал Uвдна блок тиристоров в ШТУ, которые в свою очередь изменяют ток обмотки возбуждения двигателя привода барабана и скорость его вращения.ЗаключениеВ дипломном проекте разработан механизм хода, состоящий из электродвигателя, предохранительной фрикционной муфты и червячно-цилиндрического редуктора. Червячно-цилиндрический редуктор позволил уменьшить шум и вибрации при движении экскаватора, отказаться от большого количества прямозубых цилиндрических передач с большим модулем, уменьшить габариты и массу механизма. Горизонтальное расположение механизма хода позволяет уменьшить требуемый объем масла для червячной передачи, упростить монтаж и улучшить доступ для технического обслуживания.Литература1. Ветров Ю.А. Резания грунтов землеройным машинами М. Машиностроение 1971 357с.2. Домбровский Н.Г. Картвелишвили Ю.Л. Гальперин М.И. Строительные машины Машиностроение 1976.3. Баловнев В.И., Раннев А.В., Похвалов С.В. Тенденции развития многоцелевом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов / / Строительные и дорожные машины, 1983, № 1, с. 7-9.4. Кузин Э.Н., Баловнев В.И., Облако Л.А. Многоцелевой манипуляторное оборудование на базе экскаватора ЭО-3322 / / Строительные и дорожные машины, 1986, № 4, с. 6-7.5. Баловнев В.И., Облако Л, А. Повышение производительности машин для земляных работ. - К.: Будивельник, 1988. - 152 с.6. ГОСТ 15.011-82. Порядок проведения Патентных исследований. Ввел. 01.01.84. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 22 с7. Раннев А.В. Одноковшовые гидравлические экскаваторы ЭО-5123 и ЭО-6122А: Учеб. пособие для СПТУ. - М.: Высш. шк. 1988. - 143 с.8. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высш. шк., 1981. - 355 с.9. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Трансмиссии строительных и дорожных машин: Справочное пособие. - М.: Машиностроение, 1974. - 424 с.10. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. - 2-е изд., Перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 416 с.11. Чернилевский Д.В., Панич Б.Б. Курсовое проектирование одноступенчатых редукторов: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Высш. шк., 1975. - 160 с.12. Киселев Н.Н. Топливно-смазочные материалы для строительных машин: Справочник. - М.: Стройиздат, 1988. - 271 с.13. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. Пятый изд., Перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - 728 с.14. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосники, С.А. Вяткин и др.: Под общ. ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989. -604 С.15. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.16. Поляков BC, Барбаш И.Д., Ряховский А.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1974. - 352 с.17. Проектирование машин для земляных работ / Под ред. A.M. Холодова. - М.: Высшая школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1986. - 272 с.18. Бельзейман Р.Д., Цапкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. Шестое изд., Перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 572 с.19. Строительные машины: Общая часть / С.П. Епифанов, В. Куприянов, Э.К. Малолетков. - 2-е изд., Перераб и доп. - М.: Стройиздат, 1981. -168 С.20. ДБН В.2.8-3-95. Техническая эксплуатация строительных машин. - М.: Госкомградостроительства Украины, 1995. - 41 с.21. Аржаев Г.А., Салтовский Б.Г. Эксплуатация и обслуживание машин. Программное обеспечение практических занятий, курсового и дипломного проектирования. - Николаев, МБК. - 35с.22. Муха Т.И., Януш Б.В., Цупиков А.П. Приводы машин.Справочник. Под ред. д.т.н., проф. В.В.Длоугого. Ленинград «Машиностроение», 1975. - 342с.23. Инструкция для определения экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин, противопожарного оборудования, лифтов, изобретений и рационализаторских предложений. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. - 412 с.24. Машины для земляных работ / А.К. Рейш, С.М. Берисов, Б.Ф. Бонданов; Под ред. С.П. Епифанова и др. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1981. - 352 с.25. Аржаев Г.А., Салтовский Б.Г. Эксплуатация и обслуживание машин. Программное обеспечение практических занятий, курсового и дипломного проектирования. - М.: МБК, 2001. - 35с.26. Перспективные типажи Отечественных погрузчиков, бульдозеров и бульдозеров-рыхлителей Забегалов Г.В., Калинин В.С., Стратилов И.К. и др.. - Науч. Тр. / ВНИИстройдормаш, вып 100. Проблемы повышения технического уровня строительных машин, с.63-76. -М.: ЦНИИТЭ Строймаш, 1984. -121с.27. www.xtz.ua.28. www.uti-ua.com29. Строительные машины: Справочник: В 2т. Т.1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / А.В. Раннев, В.Ф. Карелин, А.В. Жаворонков и др.; Под общ. ред. Э.Н. Кузина - 5-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1991. - 496 с.30. Данилевский В.В. «Справочник молодого машиностроителя» - М.: Высшая школа, 1973. - 648с.31. Пустовалов И.И. «Техническое нормирование в ремонтных мастерских» - М.: Колос, 1979. - 391с.32. Справочник технолога - машиностроителя. Под редакцией к.т.н. Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К. Том 2. Москва. Издательство «Машиностроение». 1985. - 495с.33. Р 2.2.2006-05. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. М.: Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора, 2005. Вып.3(21).34. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов// Российская газета. 2003. №101. 29 мая.35. Положение о порядке разработки и утверждения правил и инструкций по охране труда и методические указания по разработке правил и инструкций по охране труда / Постановление Минтруда РФ, 01.07.93, №129 //Российская газета. 1993. №137. 16 июля. 36. СанПиН 2.2.0.555-96. Гигиенические требования к условиям труда женщин. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. 37. Федеральный закон «Об основах охраны труда в Российской Федерации» № 181-Ф3 от 17.07.99 г. с изменениями от 23.05.2002 г. и 10.01.2003 г.// Российская газета. 1999. №143. 24 июля.38. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997.39. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997.40. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997.41. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны // Российская газета. 2003. №119/1. 20 июня.42. ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концнтрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере воздуха населенных мест // Российская газета. 2003. №119/1. 20 июня.43. ГН 2.2.5.2308-07. Ориентировочные безопасные уро