Электропривод технологической линии зеленой массы и сенной муки

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО Тюменская государственная сельскохозяйственная академия

Механико-технологический  институт

Кафедра: «Энергообеспечение сельского хозяйства»

 

 

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Электропривод в сельском хозяйстве»

Тема: Электропривод технологической линии зеленой массы и сенной муки»

 

 

 

Выполнил: студент 047 гр.

                   Якушев И.В.

 

Проверил: старший преподаватель

                 Варфоломеев Ю.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень, 2010

Содержание

 

Задание на курсовую работу	3
Введение	4
Обоснование и выбор рационального электропривода	5
Расчет и анализ приводных характеристик рабочей машины	7
Выбор электродвигателя	13
Описание схемы управления	14
Выбор аппаратов управления и защиты	18
Спецификация на электрооборудование	20
Список литературы	21
Приложения	22

 

Задание на курсовую работу

Рассчитать электропривод  технологической линии зеленой  массы и сенной муки, которая состоит  из измельчителя кормов, универсальной  кормодробилки КДУ-2, питателя сенной муки и наклонного транспортера.

Необходимо сделать  подробный выбор электродвигателя для дробилки КДУ-2.

Исходные данные: М_с.ср.=200 Н∙м – средний момент сопротивления; М_а.max=80 Н∙м – амплитудное значение момента сопротивления; t_ц=4 с – время цикла; J=7 кг∙м² – приведенный момент инерции.

 

Требования к схеме  управления

1. Схема должна предусматривать наладочный и рабочий режимы с необходимыми блокировочными связями, обеспечивающими нормальный ход технологического процесса.
2. Запуск первого электродвигателя осуществляется кнопкой «Пуск», последующих – в функции времени.
3. Схема должна иметь сигнализацию: предупредительную, о режиме работы и причинах остановки электродвигателя КДУ-2.
4. Запуск электродвигателя дробилки осуществляется на «звезду» с последующим переключением на «треугольник».
5. Аварийная остановка электроприводов может быть осуществлена как с пульта управления, так и с двух мест производственного помещения.
6. Схема должна предусматривать защиту от коротких замыканий, обрыва фаз электродвигателя дробилки и самопроизвольного пуска, а также тепловую защиту.

 

Введение

Электрический привод —  это электромеханическая система  для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления  технологического процесса.

В настоящее время, как  в промышленности, так и в сельском хозяйстве используется много рабочих  машин с электроприводом. Рациональный электропривод должен правильно  сочетать свойства всех его элементов  со свойствами рабочей машины и технологического процесса, выполняемого машинным устройством. Внедрение системы электрифицированных машин в сельскохозяйственное производство позволило завершить комплексную механизацию и автоматизацию трудоемких процессов в животноводстве и птицеводстве, сократить численность работников, улучшить качество продукции и снизить затраты на ее производство.

Для проектирования электропривода необходимо знать технологический  процесс, для которого он предназначен, свойства рабочей машины. Свойства технологического процесса и рабочей машины описываются технологической, кинематической, энергетической, механической, нагрузочной, инерционной характеристиками.

 

1. Обоснование и выбор рационального электропривода.

Надежностью называют свойство устройства или системы выполнять  требуемые функции в определенных условиях эксплуатации. Надежность – комплексное свойство, обусловленное сочетанием свойств работоспособности, безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости.

Работоспособность –  состояние устройства, при котором  оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения параметров в пределах. Установленных нормативно-технической документацией.

Безотказность – свойство устройства сохранять работоспособность  в течение некоторого времени  или некоторой наработки.

Ремонтопригодность – свойство устройства, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Долговечность – свойство устройства сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство устройства непрерывно сохранять исправное  и работоспособное состояние  после хранения и транспортировки.

Эффективность использования  электрического привода технологических  установок содержит три вида составляющих:

1. социальная эффективность, связанная с улучшением и оздоровлением условий труда;
2. экологическая эффективность, связанная с уменьшением загрязнения окружающей среды;
 

3. экономическая эффективность, связанная с экономией хозяйственных затрат и получением максимальной прибыли.

При выборе рационального электропривода рабочих машин и механизмов приходится взаимосвязано рассматривать конкретные этапы выбора электропривода:

по роду тока и значению напряжения;

по конструктивному  исполнению и защите от воздействия  окружающей среды;

по частоте вращения и возможности ее регулирования;

по мощности, исходя из условий (допустимого нагрева электродвигателя при работе; обеспечения пуска электропривода; обеспечения статической и динамической устойчивости электропривода; обеспечения допустимого нагрева электродвигателя при затяжном пуске; обеспечения требуемой частоты включений);

по уровню автоматизации;

по надежности;

по эффективности.

По роду тока и значению напряжения электропривод выбирают учитывая данные предполагаемого источника электропитания и технологические требования со стороны производственного процесса к электрифицированной установке.

По конструктивному исполнению и способу монтажа электродвигатели выбирают исходя из удобства их установки и последующего обслуживания с учетом конструктивных особенностей рабочей машины или механизма.

По частоте вращения и возможности ее регулирования  электродвигатели выбирают исходя из технологических требований и скоростных особенностей рабочих машин и механизмов.

По мощности электродвигатели выбирают исходя из их нагрузочных  диаграмм в полном соответствии с расчетами.

 

2. Расчет и анализ приводных характеристик рабочей машины

2.1. Технологическая характеристика

Технологические характеристики изображают в виде схем. Они определяют требования к электроприводу со стороны  качества продукции (допустимые колебания  скорости, удельные расходы энергии, необходимость регулирования режимов работы, возможность и необходимость автоматизации) и условия работы электропривода в зависимости от характера окружающей среды и рода помещения.

Сено, из которого готовят  сенную муку, подается на транспортер  дробилки КДУ-2. После измельчения  полученная сенная мука воздушным потоком вентилятора дробилки подается в циклон, затем в питатель, далее по наклонному транспортеру – в загрузочный шнек.

Зеленая масса поступает  на транспортер измельчителя, затем  в бункер транспортера.

Технологическая линия переработки зеленой массы и сенной муки: 1) транспортер дробилки КДУ-2; 2) циклон; 3) питатель; 4) измельчитель; 5) наклонный транспортер; 6) загрузочный шнек.

 

 

 

 

 

 

 

Наименование машины	Технические данные
Дробилка КДУ-2,0 (для  зерна)	Q=2 т/ч; n0=3000 об/мин
Измельчитель	Q=3,5 т/ч; P=20 кВт
Наклонный транспортер	Q=5 т/ч;P=2,0 кВт
Загрузочный шнек	Q=40 т/ч; P=1,0 кВт; n0=1000 об/мин

 

Дробилка КДУ-2 применяется  для дробления и измельчения  зерновых кормов, кукурузных початков, соломы, сена и жмыха. Производительность при дроблении зерна 2 т/ч, корнеклубнеплодов 15т/ч, сена 0,7 т/ч. Энергия, затрачиваемая на измельчение одной тонны зерна – 3,3 кВт∙ч/т.

Технологическая схема кормодробилки КДУ-2: 1 — приемный бункер; 2 — ножевой барабан; 3— молоток; 4 — вентилятор; 5 — решето; 6 — магнитный сепаратор; 7 — заслонка; 8 — раструб; 9 — шлюзовой затвор; 10 — циклон; 11 — фильтрующий рукав.

 

2. Кинематическая характеристика

Кинематические характеристики дают представление о траекториях  и скоростях движения всех элементов машин, а также о путях распределения энергетического потока от двигателя.

Кинематическая  схема дробилки КДУ-2: 1 – электродвигатель; 2 – молотковая дробилка; 3 – вентилятор; 4 – режущий барабан; 5, 6 – транспортеры; 7 – муфта; 8 – червячный редуктор.

2.3 Механическая характеристика

Механические характеристики определяют зависимость установившейся скорости машины от момента сил сопротивления. Они используются при анализе  переходных процессов, режимов работы машины совместно с электродвигателем, определении возможности пуска и устойчивой работы электропривода, построении нагрузочных диаграмм. Механические характеристики могут быть изображены графически или описаны аналитически.

где М_с – момент сопротивления производственного механизма при угловой скорости ω; М₀ – момент сопротивления трения в движущихся частях машины, принимаемый постоянным; М_с.н – момент сопротивления при номинальной угловой скорости ω_н; x – показатель степени, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении угловой скорости.

 

2.4 Инерционная характеристика

Инерционные характеристики определяют значение и характер изменения момента инерции подвижных частей и механизмов машины. Значение и степень изменения момента инерции оказывает влияние на продолжительность механических переходных процессов и на равномерность хода машины при работе. Чем значительнее момент инерции, тем равномернее нагрузка на валу электродвигателя и меньше его установленная мощность.

где k=1,05-1,3 – коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи; J_м, m_м – соответственно момент инерции, кг·м², и масса, кг, движущихся частей машины; i=ω/ω_м – передаточное отношение механической передачи от двигателя к исполнительным органам вращательного движения; v_м – линейная скорость поступательно движущихся органов машины, м/с; y,z – количество вращательно и поступательно вращающихся частей рабочих органов.

 

2.5 Нагрузочная характеристика

Нагрузочные диаграммы  машин показывают зависимости момента  М_с, мощности Р_с сопротивлений и угловой скорости ω_м рабочей машины от времени.