Оценка надёжности станков с программным управлением

Оценка надёжности станков с программным управлением

Введение

Широкое внедрение в машиностроение станков в программным управлением поставило задачу подготовки квалифицированного персонала, участвующего в создании, освоении и обслуживании этой сложной техники. В указанных процессах принимают участие конструкторы, технологи, программисты, наладчики станков, операторы, специалисты ремонтных служб. Следует подчеркнуть особую роль наладчиков. Освоение нового станка с программным управлением и настройка его на обработку детали требуют от наладчика широкого круга знаний в различных областях техники, Эрудиция наладчика в теоретических вопросах должна сочетаться с умением решать чиста практические задачи по настройке станка. Наладчик должен уметь выявлять недочеты в управляющих программах и корректировать их, добиваясь при минимальных затратах времени наилучших результатов по производительности, точности обработки и расходу режущих инструментов. Особая ответственность лежит на наладчике в тех случаях, когда возникают неисправности в работе станка. Наладчик должен в кратчайшие сроки отыскать причину неисправности и принять мера к ее устранению своими силами или с привлечением специалистов из соответствующих служб.

Наладчик должен уметь читать текст управляющей программы по перфоленте, хорошо разбираться в сопроводительной технологической документации, знать управление большинством моделей станков определенного типа, уметь пользоваться чертежами и схемами механических, гидравлических, электрических и электронных устройств, знать методы и приемы технического обслуживания, гарантирующие надежность станков.

Таким образом, от наладчика в значительной степени зависит производительность и качество обработки, а также надежность работы оборудования.

При изучении предмета «Эксплуатация и наладка станков с программным управлением» необходимо ознакомить учащихся колледжей с теоретическими вопросами и при прохождении ими практики и выполнении лабораторных работ дать возможность приобрести практические навыки по наладке станков с программным управлением. Широкий круг вопросов, которыми вынужден зажиматься наладчик, делают учебный предмет «Эксплуатация и наладка станков с программным управлением» взаимосвязанным с другими учебными дисциплинами. Учащихся вне изучения данного предмета знакомят с основами технологии машиностроения, теории резания и режущего инструмента, теории взаимозаменяемости, программирования обработки на станках с ЧПУ, конструкцией металлорежущих станков, расчетом деталей машин и механизмов станков, электроприводом станков и электроавтоматикой станков с ЧПУ. Некоторые предметы из перечисленных изучают до прохождения курса «Эксплуатация и наладка станков с программным управлением», некоторые одновременно с ним. Значительное место в курсе занимают расчеты механизмов, присущих станкам с ЧПУ; имеется в виду, что высокий уровень подготовки наладчиков должен предусматривать получение ими глубоких теоретических знаний.

Следует учитывать, что станки с программным управлением непрерывно совершенствуют в основном повышением уровня и расширением технических возможностей электронных устройств программного управления и электроавтоматики; существенно изменяются методы настройки станков с ЧПУ. В связи с указанным важно при освоении курса не только изучить конкретные приемы настройки того или иного станка (что может пригодиться в первые годы работы), но и освоить общие методы наладки, получить глубокие теоретические знания по конструкции и эксплуатации нового вида оборудования,

Работа на станках о ЧПУ переносит упор о проблемы «умения» на проблему «знания». Это приводит к повышению творческого начала в работе, делает ее интереснее.

Многие предприятия страны с помощью станков о ЧПУ решили некоторые сложные производственные, технические и экономические задачи и от внедрения отдельных станков перешли к комплексному перевооружению производства на базе этих станков. Повышение производительности труда, создание гибких переналаживаемых производств и в связи с этим сокращение затрат на освоение выпуска новых изделий, уменьшение объема дополнительных работ на сборке, улучшение качества, решение проблемы дефицита в станочниках, особенно при использовании промышленных роботов (безлюдная технология), сокращение производственных площадей, транспортных и контрольных операций, уменьшение расходов на проектирование, изготовление и эксплуатацию зажимных приспособлений, вспомогательной оснастки и режущих инструментов, повышение культуры производства и улучшение условий труда - вот перечень тех положительных сторон, которые приводят к достижению экономической эффективности при эксплуатации станков с программным управлением.

.       
Расчётно-техническая часть

.1 Назначение станка, ЭСПУ и электропривода (без технических данных)

Устройство ЧПУ 2С42-65.

По виду обработки геометрической информации устройства называется контурно-позиционным со свободным программированием алгоритмов.

Количество управляемых осей - до восьми.

Устройство в зависимости от программоносителей и программного обеспечения обеспечивает одновременное управление:

с линейной интерполяцией по 4-м осям;

с круговой интерполяцией в одной координатной плоскости и с линейной - по перпендикулярной к ней оси координат.

Число ЦАП для связи с преобразователями перемещений - до восьми.

Устройство обеспечивает управление следящими приводами подач для станков, оснащенных ФЭП линейных перемещений или круговых перемещений отечественного производства:

преобразователями линейных перемещений ПЛП Н;

преобразователями угловых перемещений ПУП-18, ВТМ-1М, БС-155А.

Предел допустимой погрешности преобразования перемещений в цифровой код,

вносимый устройством, при использовании названных преобразователей должен быть равен половине основной погрешности применяемого преобразователя перемещений, определяемой его нормативно-технической документацией, но не менее 3 единиц дискретности.

Параметры выходных дискретных сигналов:

коммутационный ток - не более 0,2А;

коммутационное напряжение - не более 24В.

Устройство имеет оперативное ОЗУ для хранения УП констант, коррекций, плавающих нулей, от 18 до 48 кбайт, из них от 2 до 8 кбайт - ОЗУ с сохранением информации после отключения питания. Время хранения информации - не менее 120 часов. Распределение ОЗУ свободное в зависимости от программного обеспечения.

Условием сохранения информации и является включенное положение тумблера включения аккумуляторов или батарейного питания.

Устройство имеет перепрограммируемое постоянное перепрограммируемое устройство для хранения программного обеспечения емкостью не менее 48 кбайт, максимальная емкость ППЗУ 64 кбайт.

Имеется возможность расширения памяти УП на 16 кбайт с использованием КНМД.

Предельные значения:

рабочих подач - до 15 мм/мин;

рабочих подач при нарезании резьбы - до 10 мм/мин;

ускоренных перемещений - до 15 мм/мин.

диапазон допустимых ускорений при разгоне на рабочих подачах и ускоренных

перемещениях - от 166 мм/с до 2500 мм/с.

В устройстве предусмотрена возможность выноса пульта управления и пульта коррекции на станок. Длина соединительных кабелей выбирается из ряда 5, 10, 15, 20, 25, 30мм.

Устройство обеспечивает индикацию символьной информации ёмкостью 512 символов.

Привод главного движения типа КЕМРОС.

Тиристорный преобразователь типа КЕМРОС предназначен для главного привода для металлорежущих станков с ЧПУ.

Технические данные:

напряжение питания Uпит 3~380 +10%

-15%

частота напряжения питания - 50Гц+2%

сигнал управления - аналоговый с 0 по +10В с пульсациями до 2%, входным сопротивлением 20кОм

вывод напряжения питания для ручного управления +15В, 10мА

конструктивное исполнение - нормальное

защита - 1Р00

напряжение питания якоря 400В

ток питания якоря 100А

ток питания возбуждения 10А

напряжение питания возбуждения 180В

масса 30кг

Привод подач типа КЕМРОН.

Однокоординатный шестиимпульсный тиристорный преобразователь типа КЕМРОН с высокомоментным двигателем постоянного тока предназначен для электропривода металлорежущих машин с ЧПУ.

Технические данные:

номинальный выпрямленный ток 40А

максимальный выпрямленный ток 250А

номинальное напряжение питания 6~205(210)

допустимое отклонение напряжения питания от -15 до +10В

частота питающей сети 50Гц+2%

управляющее напряжение +10В

режим работы продолжительный

степень защиты 1Р

номинальный момент вращения двигателя 17 и 23

максимальная скорость вращения 1500мин-1 

1.2    
Взаимодействие заданного субблока со станком

Постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) предназначено для хранения и выдачи в ЦП постоянной информации (микропрограмм, табличных данных и т. д.)

Объем хранимой информации 48 кбайт. Для обеспечения этого объёма в состав устройства входит три субблока SB-978(3.082.978)

Базовым элементом ППЗУ является микросхема К573РФ2- Матрица-накопитель емкостью 2 к байта с электрическим программированием и стиранием информации ультрофиолетовым излучением.

Субблок работает в режимах чтения и записи информации. Связь субблока с ЦП осуществляется через канал обмена информацией. Интерфейс включает в себя микросхемы D1-D6, D15.

В адресной части любого цикла в интерфейс ППЗУ поступает 16-ти разрядное адресное слово. До прихода «К ВВОД Н» на управляющих входах микросхемы D1-D4 стоит высокий уровень и микросхемы осуществляют прием из канала сигналов «К ДА I5 Н». Старшие разряды адреса А19, А18, А15-А13 поступают на селектор адреса( Микросхемы D10, D20, D7.4, D15.3, D9.2, D9.3). Адресная установка конкретного банка или страницы производится с помощью перемычек. На субблоке могут быть набраны два номера банка (Страницы)- нечётный и чётный или единица. Наличие низкого уровня на выходе микросхемы D9.3 означает обращение к данному субблоку. Сигнал обращения поступает на вход триггера D11.2, запоминается по переднему фронту сигнала «К СИА Н» при условии отсутствия сигнала «КРГНН» и разрешает прохождение сигналов «К ВВОД Н» и «К ВЫВОД Н».

Для получения 16-ти разрядного слова микросхемы ППЗУ (D22,D23,D25,D26,D28-D31) объединены в четыре группы по две микросхемы. Выбор группы микросхем происходит на дешифраторе D17.

Разряды адреса А13-А11 ИЛИ А19, А12, А11 по сигналу «ВВОД Н» с выхода микросхемы D8.1 формируют сигналы «Выбор кристалла». Разряды адреса А11-А01 запоминаются по «СИА Н» в регистре адреса (триггеры D11.1, D12-D14) и поступают на адресные входы микросхем ППЗУ.

По приходу сигнала «К ВВОД Н» означающего готовность ЦП принять запрашиваемую информацию, на управляющих входах микросхем D1-D4 появляется низкий уровень. В результате последние начинают выполнять функции передатчиков, информация с выходов микросхем ППЗУ выдаётся в канал. Одновременно с выхода микросхемы D15.2 выдаётся сигнал «К СИН Н», свидетельствующий о том, что запрашиваемые данные находятся в канале. Таким образом осуществляется считывание в цикл «ВВОД»

Информацию в микросхемах типа К573РФ2 можно изменить не более ста раз. Запись информации в ППЗУ осуществляется в цикле «ВВОД». После приёма адресного слова в случае обращения к данному субблоку по «К ВЫВОД Н» запускается схема задержки ( одновибраторы D18, D19), а триггер D16 устанавливается в инверсное состояние. По сигналу со схему задержки ( выход 12 микросхемы D19.2) дешифратор D17 формирует сигнал «ЗАПИСЬ» на группу микросхем ППЗУ, определяемую адресами А13-А11 или А19, А12, А11. Сигналами о выходов триггера D16 в регистре адреса удерживается адрес записываемой ячейки памяти, в регистре данных (микросхемы D24, D27) - записываемая информация, а также блокируется дешифрация адреса, поступающего из канала, до окончания записи информации, т. е. субблок на время записи не отвечает на свои адреса. Затем сигналом о выходе 5 микросхемы D18.2 триггер D16 устанавливается в состояние, соответствующего готовности субблок для дальнейшей работы.

При записи информации на вывод 21 микросхем ППЗУ подаётся +24V.

1.3 Требования, предъявляемые к электрооборудованию и электроприводу заданного станка.

ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ

К электрооборудованию управления станками с ЭСПУ относят аппаратуру автоматического управления (путевые выключатели, кнопки управления, переключатели управления, магнитные пускатели и др.), аппаратуру защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители, тепловое реле), аппаратуру питания и сигнализации (пакетные переключатели, универсальные переключатели и др.).

Электрические схемы управления электрооборудованием станков с ЭСПУ различаются сложностью и типами коммутационных устройств и контрольной аппаратурой. Для обеспечения рациональной эксплуатации осуществляют комплексную наладку электрооборудования, под которой понимают комплекс работ по приведению в действие всех элементов электрооборудования, обеспечивающих обработку деталей на станке с ЭСПУ. При наладочных работах проверяют электрические параметры цепей коммутационной аппаратуры и других элементов устройств по паспортным данным.

Контактные устройства управления, несмотря на простоту, не всегда удовлетворяют требованиям эксплуатации станков с ЭСПУ. В станках с ЭСПУ все чаще применяют бесконтактные и

полупроводниковые элементы и микросхемы.

Переключатель (выключатель) - устройство, срабатывающее под действием определенной механической силы, и используемое для коммутации электрических цепей или сигнализации (отключения, ограничения) на номинальное напряжение до 380 В переменного тока и до 220 В постоянного тока или для коммутации слаботочных цепей до 60 В переменного и постоянного тока.

Основные требования к переключателям: 1) высокая надежность (долговечность); 2) стабильность электрических и механических характеристик; 3) малое переходное сопротивление замкнутых контактов; 4) малое усилие переключения.

На станках с ЭСПУ перемещение рабочих органов по каждой координате осуществляется от отдельного привода. Число этих приводов на одном станке определяется видом и количеством движений рабочих органов. На сложных станках это число достигает пяти - семи приводов.

Общими требованиями для приводов являются следующие: 1) регулирование подач в широком диапазоне частот вращения; 2) обеспечение постоянного крутящего момента на рабочих подачах; 3) высокая стабильность поддержания установленой скорости резания; 4) высокая точность перемещения рабочего органа станка в широком диапазоне скоростей и в соответствии с заданной программой.

Отношение максимальной скорости подачи к минимальной для приводов станков с ЭСПУ: для расточных, фрезерных и токарных - 1000; координатно-расточных и многоцелевых - 2000...3000.

Максимальная скорость подачи необходима на вспомогательных ходах, когда требуется быстрый подход рабочего органа в заданное положение. В механизмах подач на станках с ЭСПУ применяют электромеханический, электрический, шаговый и электрогидравлический приводы.

Требования к приводам подач. 1. Возможность дистанционного управления по командам ЭСПУ.

. Расширенный диапазон регулирования скоростей подач, обусловленный, с одной стороны, высокими значениями ускоренных перемещений рабочих органов, а с другой - необходимостью осуществления малых, так называемых ползучих подач для более точного автоматического позиционирования.

. Более высокая жесткость механической характеристики, необходимая для обеспечения бесскачкового перемещения на малых подачах.

. Повышенная плавность перемещения рабочих органов.

. Повышенная долговечность, обусловленная более интенсивной работой подвижных элементов привода.

. Малая инерционность привода для станков, оснащенных контурным или универсальным устройством ЭСПУ.

Электроприводы оснащаются устройствами защиты, которые должны обеспечивать отключение преобразователей электроприводов от сети, а также защиту двигателя и других элементов от перегрузок при аварийных режимах.

ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ СТАНКА

Требования к электроприводам определяются технологией обработки, конструктивными особенностями станка, режущим инструментом, функциональными возможностями системы ЭСПУ.

Основные технологические требования заключаются в обеспечении: необходимых технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента; максимальной производительности; требуемой точности обработки; высокой чистоты обрабатываемой поверхности (снижение шероховатости); повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии (стабильности).

При всем многообразии станков требования, предъявляемые к приводам станков, определяются, главным образом, не тем, к какой группе относится станок, а для какого движения предназначен привод: главного движения, подачи или вспомогательного, так как именно это определяет мощность и момент, способ регулирования скорости, диапазоны регулирования, необходимую плавность регулирования, требования к динамическим характеристикам, к жесткости механических характеристик и стабильности скорости.

Расширение технологических возможностей станков обеспечило возможность проведения на одном станке различных технологических режимов: фрезерование, сверление и растачивание или точение, сверление и растачивание и т.д., а освоение нового твердосплавного и керамического инструмента существенно повысило режимы обработки.

Расширение технологических режимов обработки на одном станке, с использованием современного режущего инструмента, привело к усложнению установленных электроприводов, увеличению установленной мощности двигателя главного движения, вращающих моментов двигателей подач, расширению диапазонов регулирования скорости главного привода, рабочих подач и установочных перемещений, увеличению быстродействия всех приводов при управляющем и возмущающем воздействиях, ужесточению требований к стабильности и равномерности вращения электродвигателей всех приводов.

Требование повышения производительности также привело к увеличению мощности и максимальной скорости привода главного движения; к увеличению скорости быстрого хода приводов подач; увеличению максимальных рабочих подач; снижению времен разгона и торможения, позиционирования приводов подач и вспомогательных перемещений и ориентации шпинделя.

Удовлетворение требованиям снижения шероховатости и повышения точности при обработке и позиционировании ужесточило требования к электроприводам по значению погрешностей в установившихся и переходных режимах при различных возмущающих воздействиях, по расширению диапазона регулирования и увеличению чувствительности электроприводов по входному воздействию и нагрузке, по повышению равномерности движения, особенно при малых скоростях, по увеличению быстродействия при возмущении по нагрузке и при реверсе под нагрузкой на малой скорости.

Для обеспечения повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии и высокой точности позиционирования необходимо иметь высокостабильный привод с высокой равномерностью перемещения и апериодическим переходным процессом при изменении скорости.

Очень важным требованием к электроприводам станков с ЭСПУ, особенно при их работе в автоматизированном производстве, является обеспечение их высокой надежности как относительно сохранения параметров, так и безаварийности и ремонтопригодности. Повышению надежности работы электроприводов в значительной степени способствуют наличие технологических запасов по параметрам отдельных электронных элементов и схемным решениям, корректный монтаж электрооборудования, своевременное проведение профилактических мероприятий и установка необходимой системы диагностики, позволяющей быстро определять и устранять неисправности.

Появление низкоскоростных высокомоментных двигателей умеренных габаритов позволило существенно сократить механическую часть коробки подач, а в ряде случаев полностью ее исключить, установив исполнительный двигатель непосредственно на ходовой винт.

Исключение коробки подач привело к повышению мощности механической передачи, повышению КПД и снижению момента инерции электромеханического привода. В станках возросла составляющая от резания в общей нагрузке приводов подач. В большинстве современных станков нагрузка на двигатель при рабочих подачах без резания составляет не более 20-30 % номинальной.

Рост составляющей от сил резания в общей нагрузке на привод подачи увеличил колебание нагрузки на электроприводе подачи при резании, что ужесточило требования к статической и динамической жесткости привода подачи.

Увеличение скорости быстрых перемещений и снижение скорости установочных перемещений привели к значительному увеличению диапазона регулирования. Максимальная рабочая подача современных многоцелевых станков составляет 30-50 % скорости быстрых перемещений.

Полный диапазон регулирования подач в станках фрезерной, расточной и токарной групп составляет 100 -10000, а в карусельных расширяется до 30000-40000. Теоретически диапазон регулирования привода подачи каждой оси в станках с ЭСПУ при контурном фрезеровании бесконечен (например, при обработке окружности). Реально минимальная подача ограничена чувствительностью электропривода.

Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, возможностей системы ЭСПУ (в частности, от максимальной частоты сигнала управления приводом от системы ЭСПУ), дискретности управления, максимальной угловой скорости приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму и других ограничений, вносимых системой ЭСПУ.

Минимальная скорость привода определяется технологическими требованиями, дискретностью управления и чувствительностью электропривода. Особо высокие требования предъявляются к динамическим характеристикам привода по управляющему и возмущающему воздействиям. Неудовлетворительные динамические свойства регулируемого электропривода, особенно при возмущении по нагрузке, являются причиной повышенной шероховатости поверхности, поэтому весьма важно обеспечить высокое быстродействие привода при сбросе и набросе нагрузки, а также реверсе двигателя под нагрузкой на самых малых скоростях.

Стабильность позиционирования и обработки в значительной степени зависит от стабильности электромеханической системы приводов подач, которая определяется стабильностью ее звеньев, и в первую очередь электропривода, датчика положения и системы ЭСПУ. Стабильность характеристик электропривода при достаточно большом коэффициенте усиления определяется стабильностью нуля входного усилителя регулятора и стабильностью датчика скорости - тахогенератора. Наибольшая относительная нестабильность имеет место при малых скоростях, когда полезный сигнал соизмерим с дрейфом нуля усилителя и падением напряжения в щеточном контакте тахогенератора.

Другим фактором, влияющим на стабильность, а следовательно, и на идентичность параметров при обработке партии деталей, является характер переходного процесса по управляющему воздействию в замкнутых системах следящего и регулируемого электроприводов. При апериодическом переходном процессе при движении в одну сторону не происходит раскрытия люфтов в механических узлах, а также отсутствует влияние гистерезиса, что приводит к существенному повышению стабильности и точности позиционирования и обработки.

В соответствии с проведенным анализом сформулированы качественные требования к станочным электроприводам подач. Количественные оценки определены в гл. 2. Установка во всех станках сверхточных, сверхбыстродействующих и сверхстабильных электроприводов сопряжена со значительными техническими трудностями и необоснованно высокими экономическими затратами.

В станках с контурной и контурно-позиционной системами ЭСПУ (классы станков ФЗ и Ф4) в механизмах подач применяются следящие электроприводы (в станках выпуска 60-х годов применялись разомкнутые электроприводы с шаговыми двигателями или электрогидравлические приводы с шаговыми двигателями). В станках с позиционными системами ЭСПУ в механизмах подач (класс Ф2) могут применяться и следящие и регулируемые электроприводы без непрерывной обратной связи по положению. В станках с цифровой индикацией (класс Ф1), как правило, применяются регулируемые электроприводы без обратной связи по положению.

Однако для расширения диапазона регулирования в этих и других станках в механизмах подач возможна установка так называемых автономных электроприводов с датчиками положения, установленными непосредственно на двигателях, с введением в преобразователе устройств для обработки сигналов датчиков и замыкания системы по пути.

В механизмах главного движения в большинстве станков установлены регулируемые электроприводы без обратной связи по положению, в отдельных станках применяются специальные системы ориентации шпинделя либо от мощного двигателя главного привода, либо от специального маломощного двигателя со следящим приводом, аналогичным приводам подач. Очень небольшое количество станков имеет следящий электропривод главного движения от основного электродвигателя.

В настоящее время разработаны и согласованы между странами СЭВ единые технические требования к электроприводам глазного движения и подач станков с ЭСПУ.

.4 Расчёт мощности и выбор двигателей главного движения и приводов подач

Основным требованием при выборе электродвигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора состоит в поиске такого двигателя, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствует условиям окружающей среды и компоновки с рабочей машиной и при этом имеет нормативный (допустимый) нагрев.

Выбор двигателя недостаточной мощности может привести к нарушению заданного цикла, снижению производительности рабочей машины. При этом будут иметь место также его повышенный нагрев, ускоренное старение изоляции и преждевременный выход двигателя из строя, что вызовет останов рабочей машины.

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, так как при этом не только повышается первоначальная стоимость ЭП, но и увеличиваются потери энергии за счет снижения КПД двигателя, а для асинхронного и вентильного ЭП, кроме того, снижается коэффициент мощности. Таким образом, обоснованный выбор электродвигателя является весьма важной задачей, во многом определяющим технико-экономические показатели работы комплекса «ЭП - рабочая машина».

Выбор электродвигателя производится обычно в такой последовательности: расчет мощности и предварительный выбор двигателя; проверка выбранного двигателя по условиям пуска, перегрузки и нагреву. Если выбранный двигатель удовлетворяет условиям проверки, то на этом выбор двигателя заканчивается. Если же двигатель не удовлетворяет условиям проверки, то выбирается другой двигатель (как правило, большей мощности) и проверка повторяется.

При выборе электродвигателя должно проверяться также его соответствие условиям пуска рабочей машины и возможных перегрузок.

Выбор серийных электродвигателей производится с учетом следующих показателей.

. Род тока. Двигатель должен иметь род и величину напряжения, соответствующие сетям переменного или постоянного тока данного предприятия.

. Значение скорости. Выбор номинальной скорости двигателя при уже имеющемся (выбранном) редукторе производится по заданной скорости исполнительного органа рабочей машины и передаточному числу редуктора. Для вновь проектируемого электропривода выбор номинальной скорости двигателя и передаточного числа редуктора (механической передачи) должен производиться путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Особое внимание такому выбору следует уделить для электроприводов, работающих с частыми пусками, реверсами и остановами, так как правильный выбор номинальной скорости двигателя и передаточного числа редуктора позволяет во многих случаях повысить технико-экономические показатели работы электропривода и рабочей машины.

. Конструктивное исполнение. Конструкция выбираемого двигателя должна соответствовать условиям его компоновки с исполнительным органом. Выпускаемые двигатели имеют разнообразное конструктивное исполнение по расположению валов и способам крепления на рабочей машине.

. Способ вентиляции и защиты от действия окружающей среды. От правильного выбора двигателя для работы в определенных условиях окружающей среды зависят его долговечность, надежность и безопасность обслуживания. По способам защиты от действия окружающей среды различают открытые, защищенные и герметичные двигатели. Для работы в особых условиях окружающей среды-тропический климат, химически активные среды, повышенная влажность, взрывоопасная среда и т. д - выпускаются специализированные двигатели.

По способу вентиляции различают двигатели с естественной вентиляцией, самовентиляцией и независимой (принудительной) вентиляцией.

Выбор электродвигателя в математическом отношении представляет собой задачу синтеза, в результате решения которой должен быть найден такой двигатель, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствует условиям окружающей среды и компоновки с рабочей машиной и при этом будет иметь нормативный нагрев.

Выбор электродвигателя производится обычно в следующей последовательности:

) расчет мощности и предварительный выбор двигателя;

) проверка выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузки;

) проверка выбранного двигателя по нагреву.

Если выбранный в п. I двигатель удовлетворяет условиям проверки по п. 2 и З, то на этом выбор двигателя заканчивается. Если же выбранный двигатель не удовлетворяет условиям п. 2 или 3, то выбирается другой двигатель (как правило, большей мощности) и проверка повторяется.

Следует отметить, что проверка двигателя по нагреву выполняется не только при выборе вновь проектируемого электропривода, но и для работающих двигателей для определения их загрузки и теплового режима.

Выбор двигателя по мощности для регулируемого но скорости электропривода имеет ту особенность, что в этом случае имеет место изменение нагрузки двигателя. В то же время для полного использования двигателя его мощность должна быть выбрана так, чтобы нагрузка при работе на любой скорости не превосходила допустимой по условиям нагрева. Достигается это выбором соответствующего способа регулирования скорости, при котором соблюдается данное условие. Рассмотрим решение этой задачи на основе конкретных примеров.

Напомним, что рассмотренные ранее способы регулирования скорости по условию допустимой нагрузки делятся на две основные группы. К первой из них, относятся способы, при использовании которых допустимой нагрузкой при всех скоростях является постоянный момент, равный номинальному (например, регулирование с помощью резисторов в роторе АД и якоре ДПТ, изменением напряжения на якоре ДПТ и статоре СД, в некоторых каскадных схемах). В силу этого их называют способами регулирования скорости при постоянном моменте.

Вторую группу составляют способы, при которых максимально допустимой является нагрузка постоянной мощностью, равной номинальной при всех скоростях, или, как говорят, способы регулирования при постоянной мощности. К таким способам относятся регулирование скорости уменьшением (ослаблением) магнитного потока ДПТ и с помощью некоторых каскадных схем и схем изменения числа полюсов АД.

Произведём расчёт привода главного движения, имеющего синхронный двигатель.

Частота вращения магнитного поля статора n1 зависит от числа пар полюсов обмотки статора p и частоты переменного тока f.

                                                    (1)

Поэтому ряд возможных синхронных частот вращения магнитного поля статора при частоте 50Гц может быть: 3000; 1500; 1000; 750; 600  и т.д. При частоте вращения ротора n2 = =950 из этого ряда выбираем ближайшую к ней частоту вращения поля n1 = 1000. В документации на станок указан максимальный момент на валу, равный в данном случае Мmax = =145Н·м.

Определим номинальный момент на валу двигателя:

                                         (2)

где Kмс = 2,2.

Определим номинальную (потребляемую) мощность на валу двигателя из формулы:

          (3)

По заданной потребляемой мощности на валу двигателя определим расчётную мощность электродвигателя:

                          (4)

где - КПД передачи. КПД передачи берётся из таблицы и для зубчато-конической или зубчато-цилиндрической равна 0,88…0,92.

Для данного станка выбираем электродвигатель МР132 с номинальной мощностью 7,5кВт и частотой вращения ротора 1450 , расшифруем его условное обозначение. Это двигатель четвёртой серии, асинхронный, корпус полностью чугунный, высота оси вращения 132мм; размеры корпуса по длине М (промежуточный), четырёх полюсный, для умеренного климата, третья категория размещения.

Расчет привода подач. Mc=const при всех скоростях. При таком характере нагрузки во всем диапазоне изменения скорости от минимальной ωmin до максимальной ωmax момент нагрузки постоянен (Mc=const), а мощность нагрузки Рс=Мсω возрастает при увеличении скорости по линейному закону. Оценим мощность выбираемого электродвигателя, ориентируясь на требуемые моменты на валу и скорости вращения. Двигатель должен обеспечивать момент равный 23Нм, и частоту вращения n=700минˉÇ 

Регулирование скорости при постоянном моменте. Этот способ обеспечивает регулирование скорости вниз от номинальной. Поэтому номинальная скорость двигателя соответствует максимальной в заданном диапазоне, т. е. ωном.д=ωmaxс. Номинальный момент двигателя должен быть принят равным моменту нагрузки, т.е Мном=Мс и номинальная мощность выбираемого двигателя должна быть равна

      (6)

Произведем расчет номинальной мощности двигателя привода подач:

Р=23Нм*750минˉÇ /9,55=3613Вт=1,8кВт.                                    (7)

Как видно номинальная мощность двигателя равна максимально возможной мощности станка и при этом на всех скоростях двигатель загружен полностью и работает в нормальном тепловом режиме. Очевидно, что выбранный для данного характера нагрузки способ регулирования скорости при постоянном моменте является рациональным, оправданным.

Из таблицы выбираем подходящий по показателям двигатель.

Таблица 1

По параметрам для данного станка подходит двигатель 4МТА.

По характеристикам двигателя, можно произвести проверку двигателя по нагреву. Двигатель обеспечивает момент 23Нм, при частоте вращения 700минˉÇ (механическая характеристика), и способен длительное время работать в установившемся температурном режиме, не превышая допустимой температуры.

Для проверки двигателя по перегрузочной способности сопоставляется максимально допустимый момент двигателя с максимальным моментом сопротивления станка.

Мmax>Мс

Данное условие выполняется, следовательно, двигатель обеспечит ускорение на участке разгона.

.5 Назначение и устройства электроавтоматики заданного станка

Электроавтоматика станка предназначена для привода агрегатов и механизмов, автоматического управления ими, контроля состояния, технической диагностики и сигнализации. От четкости работы электроавтоматики зависит производительность и надежность станка.

На рисунке 1. приведена функциональная схема электроатоматики станка с ЭСПУ. В состав электрооборудования входят электроприводы главного движения 1, подач 2, вспомогательный для создания вращающего и поступательного движения механизмов, датчики технологических параметров 4 и обратной связи 5 электропривода, преобразующие параметры электроприводов и пропорциональные им электрические сигналы.

Электроавтоматика станка может выполняться либо релейно-контакторной, либо (с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей) с помощью бесконтактных устройств и элементов на базе программируемого контроллера.

Коммутирующая аппаратура (контакторы, магнитные пускатели) обеспечивает автоматическое включение и отключение силовых цепей электроприводов в зависимости от программы управления

Для управления станками в различных режимах и контроля состояния их механизмов служат пульт управления установленные в УЧПУ. В зависимости от назначения все электрические элементы, входят в состав электроавтоматики станка, подразделяются на командные (кнопки, путевые выключатели, датчики и др.), логические (реле, логические элементы, программируемые контроллеры и др.), исполнительные (контакторы, электрические магниты и муфты, исполнительные двигатели), источники питания и преобразователи напряжений, защитные (предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле).

Эти электрические элементы характеризуются родом питающего тока, типом управляющих цепей, наличием или отсутствием подвижных частей.

Устройства диагностики и контроля 8 служат для контроля и индикации основных рабочих режимов, а также для защиты станка в аварийном режиме.

Электроавтоматика станка оснащена бесконтактными элементами управления и содержит большое количество релейно-контакторной аппаратуры. К их числу относится автоматические выключатели (автоматы) для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, тепловые и температурные реле для защиты от перегрузок, контакторы и магнитные пускатели для дистанционного управления двигателями, а также контактные путевые выключатели, применяемые для контроля передвижения рабочих органов станков.

.6 Расчёт мощности, потребляемой заданным сублоком ЭСПУ

Мощность субблока зависит от количества элементов, потребляющих энергию. В субблоке SB-978 большая часть энергии потребляется цифровыми микросхемами. Потребляемая мощность рассчитывается по формуле:

P=I*U

где I - потребляемый ток, U - напряжение питания. Потребляемый ток приводится в справочниках микросхем, а напряжение питания для всех микросхем данного субблока=5В.

Мощность, потребляемая резисторами определяется по формуле:

Р=U²/R

где R - сопротивление резистора.

Мощность, выделяемая на диодах мала, так что ей можно пренебречь.

Так же мощность потребляемая на резисторах очень мала, мы также можем пренебречь и ей.

Таблица 2 - Расчёт мощности субблока SB-978.

.7 Расчёт надёжности заданного субблока ЭСПУ с использованием прикладной программы на ПЭВМ

Станки с программным управлением в связи с их значительной стоимостью экономичны только при интенсивном использовании во времени (двухсменном, а иногда и трехсменном) и при эксплуатации без простоев. Станки работают в напряженном режиме, так как на них выполняют разнородные работы как чистовые, так и черновые. Возрастают требования к сохранению станками требуемой точности в течение всего периода эксплуатации.

Свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования, называют надежностью. В свою очередь, надежность характеризуется безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки, Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Безотказность и долговечность - свойства изделия сохранять работоспособность, различие между ними заключается в том, что безотказность охватывает ограниченное время, а долговечность распространяется на ресурс работы объекта с возможными перерывами на ремонт.

Основными показателями надежности, и в то же время безотказности, может быть принята вероятность безотказной работы Pн в пределах заданного периода времени. Например, если вероятность безотказной работы станка Рн=97 в течение 1000 ч, то это значит, что 97 % за то, что в течение 1000 ч станок будет работать безотказно. Значение Рн имеет смысл лишь при указании периода времени, в течение которого должно выполняться условие безотказности работы машины.

Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонта и технического обслуживания называют ремонтопригодностью.

Конструкция станка, технология его изготовления и методы эксплуатации определяют надежность станка в целом и все три ее основные части; безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Для станков с ЧПУ особенно актуальны проблемы безотказности и ремонтопригодности. Это связано с большой сложностью конструкции, значительным количеством элементов, взаимодействием разнородных устройств и механизмов.

Под надежностью понимают совокупность свойств изделия, определяющих степень его пригодности для использования по назначению и связанных с возможностью появления неисправностей при его эксплуатации Нарушение работоспособности станка или его элемента называется отказом. К определению отказа следует подходить на основе анализа методов обслуживания и эксплуатации, применяемых для станков данного типа. Кратковременные вмешательства в технологический процесс и подналадку станка, которые регламентированы системой обслуживания (подналадка и замена инструмента, регулирование отдельных механизмов) и связаны с недостаточной степенью совершенства станка, не следует считать отказами станка. Профилактические работы для многих современных станков включены в нормативы технологического и межремонтного обслуживания и не являются отказами, нарушающими нормальную работу станка. Чем выше степень совершенства станка, тем меньше профилактических нарушений работы оборудования. Признаки (критерии) отказов рекомендуется отражать в технических условиях и паспорте на станок.

Сущность эксплуатационной оценки надежности состоит в том, что на основании статистических данных об отказах по разработанным методам производится определение физически возможного значения надежности с заданной достоверностью и точностью. Для того чтобы определить характеристики надежности станков и систем ЧПУ по статистическим данным необходимо сделать ряд предположений:

1) плотность вероятности времени между отказами имеет экспоненциальную зависимость;

2) восстановление работоспособности системы и станка осуществляется обслуживающим персоналом ручным способом;

3) период «приработки» станков с системами ЧПУ прошел и наступил период нормальной эксплуатации.

Экспериментальное определение характеристик надежности и обработка статистических данных в этом случае значительно упрощаются.

Удобным для практики критерием надежности восстанавливаемых систем является среднее число часов работы между двумя соседними отказами, взятыми за определенный промежуток времени эксплуатации, обычно называемое наработкой на отказ. Расчёт надёжности заданного субблока приведен в таблице 3.

Таблица 3 - Расчёт надёжности субблока SB-978

.9 Проанализировать и описать работу датчиков

В станок 2C150ПМФ4 входит следующий датчик ВЕ178АZ-250. Преобразователь угловых перемещений фотоэлектрический модели ВЕ178АZ-250 предназначен для использования в системах автоматического регулирования станков и для информационной связи по положению между исполнительными механизмами станка с устройствами числового программного управления, а также в системах автоматического или автоматизированного контроля, регулирования и управления других областей техники.

Работа преобразователя ВЕ-178AZ-250 (измерение перемещения рабочего органа) основана на принципе считывание штрихов шкалы линейки. На линейке нанесены деления - штрихи, расстояние между которыми равно их ширине.

Рисунок. Преобразователи ВЕ-178 и ВЕ-178-1

Конструктивно штрихи и зазоры выполнены так, что имеют различную светопроницаемость. Проходящие световые лучи попадают в отверстие растровой линейки и после усиления оптической системой улавливаются фотодиодами, в которых световой поток преобразуется в электрический сигнал. Поскольку отверстия растровой линейки для каждой пары фотодиодов смещены на ¼ периода (соответствует электрическим 90°), электрические выходные сигналы при взаимном перемещении линеек сдвинуты по фазе на соответствующую величину. Синусоидальные сигналы преобразуются в прямоугольные, и оцениваются их передние и задние фронты. Оценка последовательности передних фронтов импульсов даёт информацию о направлении вращения датчика, а значит, и направлении движения рабочего органа.

Таблица 4. Основные технические данные и характеристики датчика ВЕ178А:

Таблица 5. Основные данные для подключения преобразователя:

Также в этот станок входят резольверы:

Резольвер часто называют еще и энкодером с синусоидальным выходом, однако у этих двух приборов есть существенные различия.

. Энкодеры создают импульсы, характеризующие движение за короткий промежуток времени. При подсчете этих импульсов можно найти расстояние (или скорость), а порядок чередования импульсов по двум каналам свидетельствует о направлении вращения. Резольверы генерируют последовательность синусоидальных и косинусоидальных волновых импульсов аналогового напряжения, которые характеризуют абсолютное положение за один оборот вала. Эти аналоговые сигналы обычно преобразуются в цифровые интерфейсной платой резольвера.

. Энкодеры обычно питаются от источника напряжения постоянного тока, в то в время как обмотка резольвера возбуждается синусоидальной волной переменного тока, которую создает специальный источник питания резольвера, а он, в свою очередь, запитан от простого источника напряжения постоянного тока.

. В отношении технического исполнения и монтажа энкодеры также отличаются от резольверов. Например, у энкодеров система электронного управления как правило встроена в корпус, что минимизирует работы по подключению, но ограничивает диапазон рабочих температур. Напротив, при создании системы управления с резольвером, источник питания резольвера и интерфейсную плату монтируют возле самого входного устройства. Это требует дополнительных трудозатрат и места для подключения, однако позволяет эксплуатировать резольвер в среде с повышенной температурой. В приводных системах энкодеры всегда можно устанавливать вместо резольверов при условии, что температура среды эксплуатации находится в пределах от -40 ºС до +100 ºС и входное устройство способно принимать сигналы энкодера. Практически, все современные приводы переменного и постоянного тока допускают использование энкодеров в линии обратной связи, и лишь для небольшой части из них можно применять резольверы.

Резольверы

• ЛИР-ДР158А

Резольвер - преобразователь угловых перемещений на основе вращающегося трансформатора.

Разработан для тяжелых условий эксплуатации.

Принцип действия - электромагнитный.

Температурный диапазон от -40 до +100 С.

Диаметр корпуса 57 мм.

Точность ± 10 угловых минут.

Особенности:

Отсутствие оптических элементов и электронных компонентов.

Применяется в приводах в качестве датчика углового перемещения.

Цельный вал. 

• ЛИР-ДР250А

Резольвер - преобразователь угловых перемещений на основе вращающегося трансформатора.

Разработан для тяжелых условий эксплуатации.

Принцип действия - электромагнитный.

Температурный диапазон от -40 до +100 С.

Диаметр корпуса 50 мм.

Точность ± 10 угловых минут.

Особенности:

Отсутствие оптических элементов и электронных компонентов.

Применяется в приводах в качестве датчика углового перемещения.

Полый вал.

.10 Разработка мероприятий по энергосбережению при эксплуатации ЭСПУ

В Законе «Об энергосбережении» применяются следующие основные понятия:

Энергосбережение - организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно -энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

Электрическая энергия - это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии.

Электрическая энергия используется для питания систем ЭСПУ и другого различного оборудования в промышленности. Со стороны потребителей электроэнергии может производиться конкретная работа по рациональному использованию энергоресурсов это:

. Применение новейших технических энергосберегающих средств.

. Изменение привычек

Существуют следующие технические возможности, позволяющие рационально использовать электрическую энергию:

.Применение элементной базы с малым энергопотреблением в ЭСПУ.

. Применение электрических двигателей с малым потреблением тока.

. Применение управления электрическим освещением с двух мест (коридор, ступени лестницы и др.).

. Применение более экономичных осветительных приборов в цехах и на станках.

. Применение комбинированного освещения в цехах.

Изменение привычек даст немалую возможность для экономии электроэнергии. Например: отключать ненужные в данный момент электроосветительные приборы.

Тепловая энергия используется на современных производствах в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива. Основными потребителями тепловой энергии являются: промышленные предприятия, организации. Для большинства производственных потребителей требуется тепловая энергия в виде пара или горячей воды.

В промышленности потребляется около 60% тепловой энергии, получаемой от сжигания твердого и газообразного топлива, добываемого в стране и ввозимого из России, поэтому экономия теплоты является важнейшей задачей.

Существующий перерасход тепловой энергии в эксплуатируемых зданиях и сооружениях по сравнению с расчетным расходом сейчас оценивается в среднем в 25% и более.

Причины перерасхода тепла:

. Пониженные теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций - стен, заполнение световых проемов (окна, двери).

. Перерасход теплоты, расходуемой на нагрев наружного воздуха, проникающего в помещения через не плотности в дверных проемах.

. Работа котельных с низким коэффициентом полезного действия и др.

Мероприятия позволяющие сократить перерасход тепловой энергии:

. Оснащение систем отопления и горячего водоснабжения приборами, позволяющими автоматически регулировать их параметры и работу.

. Приведение в исправное состояние всех контрольно - измерительных приборов и арматуры систем отопления и горячего водоснабжения.

. Выполнить ремонт и регулировку задвижек на всем протяжении тепловых сетей от котельных до ввода в здания.

. Выявить и устранить все неисправности наружных ограждающих конструкций зданий (утепление окон и дверей на отопительный период).

.       
Организационно-технологическая часть

.1 Организация ремонтной службы на предприятии

Под ремонтной службой завода подразумевается комплекс подразделений, занимающихся ремонтом и техническим обслуживанием оборудования.

Основными задачами ремонтн6ой службы являются:

обеспечение постоянной, нормальной работоспособности оборудования;

сокращение простоев оборудования в ремонте;

уменьшение времени и затрат проведение ремонтных работ;

модернизация устаревших станков и машин.

Под ремонтом основных фондов понимается возобновление в первоначальной натуральной форме отдельных частей и деталей машин, зданий и сооружений, физически износившихся в процессе работы, т.е. потерявших работоспособность, точность и др. свойства.

В практике работы предприятий могут использоваться следующие методы организации ремонта:

по потребности, то есть при остановке-поломке станка;

по дефектным ведомостям, составляемым обслуживающими слесарями-ремонтниками в ходе проводимых осмотров;

система планово-предупредительного ремонта, предусматривающая проведение ремонтных работ по заранее составленному графику.

Система планово-предупредительного ремонта включает в себя межремонтное обслуживание (уход за оборудованием, контроль за соблюдением правил эксплуатации, периодические осмотры, промывка, смена масла и пр.) и ремонтные работы (малый текущий, средний и капитальный). Критерием отнесения к тому или иному виду ремонта является объем работ и степень разборки оборудования.

В основе системы ППР лежат следующие нормативы: длительность и структура ремонтного цикла; продолжительность межремонтного периода; нормы трудоемкости и расхода материалов, нормативы обслуживания, время простоя оборудования в ремонте. Они приводятся в отраслевых справочниках, инструкциях системы ППР.

Ремонтный цикл представляет собой период времени между двумя капитальными ремонтами или началом эксплуатации до первого капитального ремонта. Его длительность определяется сроком службы наиболее важных узлов и механизмов. Структура ремонтного цикла - это порядок чередования осмотров и ремонтных работ в течение ремонтного цикла.

Межремонтный период характеризует промежуток времени между двумя смежными ремонтами.

Современный уровень организации ремонтного производства характеризуется большой номенклатурой и малыми масштабами выполняемых работ, слабой технической оснащенностью труда, низким уровнем специализации и кооперирования, непрерывности, параллельности производственного процесса. Все это приводит к увеличению затрат на содержание ремонтного хозяйства, к ухудшению финансовых показателей предприятия.

Необходимо больше внимания уделять и повышению уровня механизации ремонтных работ, технической оснащенности труда рабочих, внедрению прогрессивных методов организации: поточно-узлового, стендового, секционного.

Существует три формы управления ремонтной службой (ремонтным производством): централизованная, децентрализованная и смешанная. Признаком, отличающим их, служит административная подчиненность цеховых ремонтных служб. При централизованной форме все цеховые ремонтные службы находятся в административном подчинении главного механика завода непосредственно или через начальника ремонтно-механического цеха; при децентрализованной форме цеховые ремонтные службы административно подчинены начальникам соответствующих цехов и лишь функционально - главному механику завода. Смешанной называют такую форму управления ремонтной службой завода, когда наряду с цеховыми ремонтными службами, находящимися в административном подчинении начальников цехов, имеются обслуживающие некоторые цехи ремонтные подразделения, административно подчиняющиеся главному механику.

Наиболее эффективной системой ремонта является централизованная, позволяющая снижать стоимость капитального ремонта в зависимости от типа оборудования на 30-50% по сравнению с децентрализованной.

Основные задачи службы технического обслуживания и ремонта. 1) Обеспечивать стабильную техническую готовность оборудования с ЧПУ, путем выполнения плановых профилактических мероприятий и

внепланового ремонта;

Осуществлять технический надзор за выполнением правил эксплуатации программного оборудования;

Участвовать в разработке плановых профилактических мероприятий и внеплановых ремонтов систем закрепленного оборудования, в совершенствовании методик контроля параметров устройств и станков, внедрение прогрессивных методов ремонта; Контролировать правильность монтажа, участвовать в отладке оборудования с ЧПУ;

Совместно с группой планирования и подготовки производства оформлять заявки на приборы, запчасти, инструмент и материал, необходимый для выполнения ремонтных работ и модернизации систем ЧПУ.

Исключение обычно составляют мелкие цеха, где из-за большого количества оборудование оказывается не целесообразна создавать свою ремонтную службу. К таким цехам на средних заводах относятся: сборочные, сварочные, дерево обрабатывающие и некоторые другие. Такие цеха чаще всего обслуживает одна ремонтная группа, возглавляемая механикам, находящемся в подчинении главного механика завода или начальника ремонтно-механического цеха (РМЦ).

.2 Разработать методы поиска неисправности и восстановление системы электропривод-ЭСПУ с последующим контролем работоспособности

Немаловажное значение при эксплуатации станков с ЧПУ имеет надёжная работа электронной схемы станка и взаимозаменяемость электронных блоков, а также и других узлов и блоков станка. Поэтому при обслуживании таких станков необходимо иметь достаточное количество резервных блоков и узлов, чтобы устранить наладочные работы на станке и тем самым сократить потери времени при восстановлении систем ЧПУ.

К общим вопросам подготовки и проведения наладочных и испытательных работ по узлам и блокам аппаратуры систем ЧПУ можно отнести подбор измерительных приборов, внешний осмотр, проверку работоспособности, контрольные измерения и снятие характеристик.

Для испытания элементов, узлов и блоков систем ЧПУ в лабораториях исследовательских институтов и крупных заводов обычно применяют специальные контрольные устройства и стенды. Разрабатываются компактные переносные устройства для испытания и настройки узлов и блоков систем ЧПУ вне станков. По мере появления таких устройств на предприятиях, эксплуатирующих станки с системами ЧПУ, наладчики должны их осваивать и применять в своей практической работе. В ходе испытаний элементов, узлов и блоков аппаратуры ЧПУ необходимо понимание ее основных свойств, без чего нельзя обеспечить качественную режимную наладку этих устройств. Освоение методики испытаний поможет также обеспечить квалифицированное профилактическое обслуживание новых видов оборудования и облегчить отыскание возможных повреждений в схемах систем числового программного управления. При введении в действие систем ЧПУ с электронными блоками проверяется их пригодность и подвергаются контролю общие характеристики блоков и отдельных элементов. Однако контроль отдельных элементов во многих случаях недостаточен для настройки рабочих режимов системы ЧПУ, отыскания повреждений, Подбора резервных элементов и проверки заводских технических данных. Необходимы также знания приемов испытания и снятия характеристик с электронной аппаратуры.

В большинстве электронных схем ЧПУ применяются полупроводниковые приборы. Схемы с полупроводниковыми элементами собираются путем пайки, и отключение отдельных элементов при проверке можно считать нецелесообразным. Сопротивления и емкости, не отсоединенные от схемы, измеряют обычными методами, однако наличие общих цепей с полупроводниковыми приборами (транзисторами, диодами), вносит существенные затруднения. Во время измерения сопротивлений подключение прибора должно производиться таким образом, чтобы полярность источника питания была встречной по отношению к проводящим цепям транзистора или диода и чтобы величина напряжения была значительно ниже допустимого для них обратного напряжения. Если параллельно сопротивлению подключена емкость, то отсчет должен производиться после того, как закончится процесс зарядки конденсатора. Измерение емкости, включенной параллельно сопротивлению, можно производить методом вольтметра-амперметра с последующим учетом активной составляющей тока, проходящего через сопротивление. Более простым является измерение с помощью моста, у которого параллельно варьируемой емкости подключено сопротивление. При контроле электронных схем, имеющих радиолампы, наиболее показательной является величина напряжения на ее электродах, а в цепях с полупроводниковыми приборами важно знать соотношения токов. Без разрыва цепей величины токов могут быть определены только расчетным путем по данным измерения напряжений на Известных установочных сопротивлениях. В тех случаях, когда для измерения тока приходится включать амперметр, распаивать схему рекомендуется не непосредственно у полупроводникового прибора, а в цепях, удаленных от него, во избежание излишнего нагрева полупроводникового элемента. Собственное сопротивление миллиамперметра иногда искажает соотношение величин в контуре

с транзистором, при этом измерении можно включить в контролируемою цепь малоомный шунт и определить падение напряжения на нем с помощью микроамперметра.

В общем случае программа наладки и испытания электронных систем станков с ЧПУ включает в себя следующие элементы работ.

1. Внешний осмотр,

2. Проверку правильности включения в схеме элементов и

проверку их монтажа.

3. Испытание изоляции на электрическую прочность и измерение сопротивления изоляции.

4. Измерение величин и формы напряжений и токов в элементах электронной схемы.

5. Снятие рабочих характеристик (коэффициента усиления, искажения сигнала, фронта сигналов др.).

6. Контрольную нагрузку схемы на исполнительный элемент или его эквивалент.

7. Запись результатов измерений и проведенного испытания в специальную карту. -

Если в процессе испытаний выявлены отклонения от требуемых параметров, превышающих допустимые значения, то необходимо выявить причину возникшего отклонения и, устранить неисправность.

Как уже говорилось выше, наиболее целесообразным методом наладки и испытания электронных блоков системы с ЧПУ является производство этих работ вне станка на специальных стендах.

станок субблок надёжность неисправность

.       
Экономическая часть

.1 Разработать график планово-предупредительного ремонта заданной ЭСПУ

Продолжительность ремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периодов определяется по каждой группе оборудования.

Ремонтный цикл - это промежуток времени между двумя капитальными ремонтами или началом эксплуатации до первого капитального ремонта. Его длительность определяется сроком службы наиболее важных узлов и механизмов. Структура ремонтного цикла - это порядок чередования осмотров и ремонтных работ в течение ремонтного цикла.

Межремонтный период - это время между двумя любыми ремонтами.

Длительность ремонтного цикла для металлорежущего оборудования определяется по формуле:

Т_ц= Т1. k_см. k_ми. k_тс. k_кс. k_в. k_д                                     (1)

где: Т1 - продолжительность ремонтного цикла для металлорежущих станков с классом точности П и массой до 10 тонн(16800 н-ч);

k_см - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал (1);

k_ми - коэффициент, учитывающий материал применяемого инструмента (1);

k_тс - коэффициент, учитывающий класс точности (1);

k_кс - коэффициент, учитывающий массу станка (1);

k_в - коэффициент, учитывающий возраст оборудования (1);

k_д - коэффициент, учитывающий начало эксплуатации (1).

Т_ц = 16800. 1. 1. 1. 1. 1. 1 = 16800 (н-ч)

Для определения длительности ремонтного цикла в годах, необходимо определить действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования по следующей формуле:

F_д = F_н· (1- λ /100), час                                      (2)

где: F_н - номинальный годовой фонд времени работы оборудования, который составляет 4064ч (берём из производственного календаря на текущий год);

λ - процент потерь времени работы оборудования на ремонт и обслуживание (5%).

F_д=4064*(1-3/100)=4064*0,97=3942 (ч)

Определим продолжительность ремонтного цикла в годах:

Т_ц(год)=Т_ц/F_д                                                                            (3)

 Т_ц(год) = 4,2 (года)

Для определения продолжительности межремонтного и межосмотровых периодов, необходима структура ремонтного цикла:

ТО-ТР-ТО-ТР-ТО-ТР-ТО-СР-ТО-ТР-ТО-ТР-ТО-КР

Продолжительность межремонтного периода определяется по формуле:

t_м.п. = Т_ц(год)/(n_с+n_т+1)                                (4)

где n_с, n_т - количество средних и текущих ремонтов.

t_м.п. = 4,2.12/(1+5+1) = 7,2 (лет) 

Продолжительность межосмотрового периода определяется по формуле:

t_м.о. = (Т_ц(год).12) / (n_с+n_т+n_о+1)                                     (5)

где n_о - количество осмотров.

t_м.о. = 4,2.12/(1+1+5+7) = 3,6 (месяцев)

Таблица 3.1 - Составление графика ППР:

.2       Расчёт затрат на капитальный ремонт станка

.2.1 Расчёт трудоёмкости капитального ремонта

Трудоемкость - время необходимое для конкретного вида работ или на изготовление продукции.

Трудоемкость капитального ремонта рассчитывается по формуле:

кр = Т_мех. + Т_{электр.} + Т_{электрон.}

где Т_мех. - трудоёмкость выполнения капитального ремонта механической части;

Т_{электр.} - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электрической части;

Т_{электрон.} - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электронной части.

В свою очередь Т_мех., Т_{электр.}, Т_{электрон.} рассчитываются следующим образом:

Т_мех. = ЕРС_мех..Н1                                     (7)

Т_{электр.} = ЕРС_{электр.}.Н2                                        (8)

Т_{электрон.} = ЕРС_{электрон.}.Н3                          (9)

где ЕРС_мех. - единица ремонтной сложности механической части;

ЕРС_{электр.} - единица ремонтной сложности электрической части;

ЕРС_{электрон.} - единица ремонтной сложности электронной части;

Н1, Н2, Н3 - нормы времени на 1 ЕРС капремонта механической, электрической и электронной частей соответственно.

ЕРС механической части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта механической части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 35 н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

ЕРС электрической части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта электрической части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 8.6 н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

ЕРС электронной части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта электронной части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 5,3 н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

механическая часть - 30

электрическая часть - 46

электронная часть - 42

Т_мех. = 35*30 = 1050 (н-ч);

Т_{электр.} = 8,6*46= 395,6 (н-ч);

Т_{электрон.} = 5,3.42 = 222,6 (н-ч).

Определим общую трудоемкость капитального ремонта:

Ткр = 1050+395,6+222,6=1662,2(н-ч.)

К трудовым ресурсам относят:

население в трудоспособном возрасте, за исключением инвалидов войны и труда I, II группы, и неработающих лиц получающих пенсию на льготных условиях; работающих лиц пенсионного возраста

работающих подростков в возрасте до 16-ти лет.

Для улучшения состава, структуры и динамики трудовых ресурсов их можно классифицировать:

по участию в производственной деятельности: различают промышленно-производственный персонал (ППП)- работники основных, вспомогательных, транспортных, подсобных, побочных цехов, охраны и аппарата завода управления его отделами и бюро; персонал непромышленных организаций состоящих на балансе предприятия (ЖЭС, детские сады);

по характеру выполняемых функций: рабочие и служащие. Из группы рабочих выделяют рабочих основного производства и рабочих обслуживающих хозяйств, т.е. вспомогательных. Из группы служащих выделяют руководителей, специалистов и прочих служащих (бухгалтера, секретари и т.д.);

по характеру и сложности выполняемых работ: по профессиям, по специальностям, по квалификации.

Важнейшим элементом использования рабочей силы является определение нормативной численности, необходимой для обеспечения бесперебойного производственного процесса. В основе ее расчета лежит определение баланса рабочего времени, который составляется по предприятию в целом и по его структурным подразделениям. Баланс рабочего времени включает определение: среднего фактического числа рабочих дней в предстоящем году; средней продолжительности рабочего дня и полезного фонда рабочего времени. На основании планируемого фонда рабочего времени рассчитывается нормативная численность

Из производственного календаря, который составляется на текущий год, берется номинальный фонд времени F_н. Он означает, сколько всего рабочих часов (дней) в году. На 2009 год номинальный фонд времени составляет 2032 часа.

Составляют также количество невыходов на работу по уважительным причинам.

На основании этих данных на предприятии рассчитывается действительный фонд времени.

F_д = F_н * ( 1-λ /100 ),                                 (10)

F_д = 2032 * (1-12/100) =1788,2 ч

F_д - действительный годовой фонд времени одного рабочего, ч;

λ- процент потерь рабочего времени по уважительным причинам (12%);

Т_мех. = 1050*0,53 = 556,6 (н-ч);

Т_{электр.} =395,6*0,2= 79,12(н-ч);

Т_{электрон.} = 222,6*0,11 = 24,5 (н-ч);

Т_кр=556,6 +79,12+24,5 =660,22(н-ч).

.2.2 Расчёт фонда оплаты труда

Годовой фонд оплаты труда состоит из основного и дополнительного фонда заработной платы.

Фонд основной заработной платы- это зарплата за выполненную работу. По своей структуре он включает в себя: тарифный (прямой) фонд по действующим расценкам (тарифным ставкам), премии, доплаты за бригадирство, обучение учеников, работу в ночное время.

Фонд дополнительной зарплаты - это зарплата за неотработанное время, предусмотренное законодательством. По своей структуре он включает в себя оплату отпусков, выполнение государственных обязанностей, оплату перерывов кормящим матерям, сокращенного рабочего дня подросткам и т. д.

В фонд оплаты труда входит:

. Заработная плата за выполненную работу-по сдельным расценкам, тарифным ставкам, должностным окладам.

. Выплаты стимулирующего характера-это премии за производственные результаты, надбавки за профессиональное мастерство, за выслугу лет, за стаж работы.

. Выплаты компенсирующего характера-оплата за работу в праздничные и выходные дни, за работу в ночное время.

. Оплата за неотработанное время-ежегодные отпуска, учебные отпуска, оплата больничных.

ФЗП_доп = (α/100). ФЗП_осн                                    (11)

где α - процент дополнительной заработной платы по предприятию(14%).

ФОТ = ФЗПосн+ФЗПдоп =7180952,3+1005333,2=8186285,5 (руб)

где ФЗП_осн - фонд основной заработной платы, рассчитывается по формуле:

ФЗП_осн= ЗП_{осн мех} + ЗП_{осн электр} + ЗП_{осн электрон} =9565158,7 +10434730+74015,8 =20073903 (руб)

Заработная плата по 5,5 разряду механика

ЗПоснмех = Сч*Тмех*П=2130,23*3454*1,3 =9565158,7 (руб)

Заработная плата по 5,5 разряду электрика

ЗПоснэлект = Сч*Тэлектр*П=2323,89*3454*1,3=10434730 (руб)

Заработная плата по 5,5 разряду электроника

ЗПоснэлектрон=Сч*Тэлектрон*П=24,5*2323,89*1,3=74015,8 (руб)

где С_{ч 4 разряд} - часовая тарифная ставка 5,5-го разряда;

Т - отработанное время (скорректированное);

П - процент премии.

Фонд дополнительной зарплаты рассчитывается по формуле:

ФЗП_доп = (α/100). ФЗП_осн                                    (12)

где α - процент дополнительной заработной платы по предприятию(15%).

ЗПдопмех = (15/100). 9565158,7 = 1434773,8(руб)

ЗПдопэлект = (15/100). 10434730= 1565209,5(руб)

ЗПдопмехэлектрон = (15/100). 74015,8 = 11102,37(руб)

ФЗПдоп(всех)= 1434773,8+ 1565209,5+11102,37=3011085,7 (руб)

Часовая тарифная ставка рассчитывается по формуле:

С_ч = ЧТС * К_т * К_ур                                         (13)

С_ч =1403,43.1,57.1,1 = 2423 (руб)

3.2.3 Расчёт материальных затрат

Материальные затраты, выраженные в денежной форме - это сумма всех затрат на основные материалы, комплектующие, инструменты, необходимые для капитального ремонта станка.

Материальные затраты приведены в таблице 2

Таблица 3.2. - Материальные затраты.

3.2.4 Расчёт численности рабочих

Рассчитать численность рабочих можно по следующей формуле:

Чсд = Тпр/Fэф. Квн                                           (14)

где Тпр - трудоёмкость производственной программы, н-ч;

Fэф - эффективный фонд рабочего времени одного рабочего, ч;

Квн - коэффициент выполнения норм по плану.

Если предприятие выпускает однородную продукцию, численность основных рабочих можно рассчитать по нормам выработки:

Чосн = N/Нв. Fэф. Квн                                                (15)

где N - планируемый объём работ в натуральных единицах на год;

Нв - норма выработки одного рабочего в натуральных единицах за один час.

В отраслях, где используются аппаратурные технологические процессы, численность основных рабочих рассчитывается по нормам обслуживания:

Чосн = Чо.Ксм/Но                                            (16)

где Чо - число единиц оборудования;

Ксм - количество смен;

Но - норма обслуживания оборудования одним рабочим.

Расчёт численности вспомогательных рабочих может производиться по трудоёмкости работ, нормам обслуживания, нормативам численности, рабочим местам. По трудоёмкости определяется численность тех вспомогательных рабочих, труд которых можно пронормировать. Расчёт выполняется, как и для основных рабочих-сдельщиков. Численность слесарей-ремонтников определяется по нормам обслуживания:

Чср = Qрс. Ксм/Но                                 (17) 

где Qрс - общая сумма единиц ремонтной сложности оборудования цеха;

Но - норма обслуживания одним слесарем-ремонтником оборудования.

Численность вспомогательных рабочих, для которых невозможно заранее установить планируемый объём работ, рассчитывается по рабочим местам. В этом случае численность вспомогательных рабочих определяется по формуле:

Чвр = Крм. Ксм                                                (18)

где Крм - число рабочих мест.

Расчёт численности линейных руководителей, специалистов, технических исполнителей может производиться методом прямого и косвенного нормирования. Методом прямого нормирования определяется численность технических исполнителей, например, машинисток, выполняющих как правило, однообразные работы. Косвенное нормирование позволяет рассчитать численность работников с помощью нормативов численности, норм обслуживания, норм управляемости. Норматив численности применяется для определения численности линейных руководителей, бухгалтеров. Норма управляемости - это число работников, которых целесообразно закрепить за одним руководителем. При её расчёте учитываются те факторы, которые определяют загрузку линейного руководителя: тип производства, сложность работ и др.

Численность вспомогательных рабочих на основании изложенной методики определяется по формуле:

Ч = Т/Fд. Кн                          (19)

где, Т-трудоёмкость выполняемого капремонта;

Fд - действительный фонд времени работы работника;

Кн - планируемый коэффициент выполнения норм выработки (1,1).

Fд = Fн. (1-a/100)                (20)

где Fн - номинальный фонд времени работы работника (2032);

a - процент потери рабочего времени по уважительным причинам (12%).

Fд = 2032.(1-12/100)=1788,2(часов)

Ч_мех. = 1050/(1788,2*1,1)= 0,53»1(чел.)

Ч_{электр.} = 395,6/(1788,2*1,1)= 0,2»1(чел.)

Ч_{электрон.} = 222,6/(1788,2*1,1) =0,11 »1(чел.)

.2.5 Расчет себестоимости капитального ремонта

Периодически на предприятиях проводится капитальный ремонт основных фондов. Капитальный ремонт - полная разборка объекта, замена или восстановление изношенных конструктивных элементов. Капитальный ремонт ведёт к обновлению основных фондов предприятия. Затраты на его проведение носят единовременный характер. Капитальный ремонт предусматривает восстановление полного ресурса работы станков путём замены изношенных узлов и деталей. Во время ремонта выполняется модернизация или замена систем программного управления и приводов подач. Капитальный ремонт выполняется ремонтной бригадой с обязательной остановкой станка и с передачей их в РМЦ на время ремонта.

Себестоимость - это общая сумма всех затрат, связанных с выполнением капитального ремонта станка. Расчет себестоимости производится по калькуляционным статьям расходов.

Содержание калькуляционных статей расходов:

В статье «материальные затраты» отражаются: стоимость приобретенных со стороны сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, топлива, энергии, израсходованных на капитальный ремонт.

В статью «основная заработная плата» включает оплату за выполнение капитального ремонта на основе трудоемкости работ.

Статья «дополнительная заработная плата» отражает выплаты, предусмотренные законодательством за непроработанное в производстве время:

оплата ежегодных и учебных отпусков, компенсации, выполнение гособязанностей, кормящим матерям. Определяется в процентах от основной заработной платы.

Статья «отчисления в фонд социальной защиты населения» отражает обязательные отчисления по установленным законодательством ставкам в фонды защиты населения.

В статью «общепроизводственные расходы» включаются расходы на оплату труда управленческого и обслуживающего персонала цехов, вспомогательных рабочих; амортизация; расходы на ремонт основных фондов; охрану труда работников, на содержание и эксплуатацию оборудования, сигнализацию, отопление, освещение, водоснабжение цехов и другие.

В статью «общехозяйственные расходы» включаются: расходы на оплату труда, связанные с управлением предприятия в целом (заработная плата персонала заводоуправления и обслуживающих работников); командировочные, канцелярские, почтово-телеграфные и телефонные расходы; амортизация; расходы на ремонт и эксплуатацию основных фондов, отопление, освещение, водоснабжение заводоуправления, на охрану, сигнализацию, содержание легкового автотранспорта.

Расчет представлен в таблице 3.

Таблица 3.3. - Расчёт себестоимости капремонта.

.2.6 Расчет свободно-отпускной цены капитального ремонта станка

Цена - денежное выражение стоимости капитального ремонта сторонней организации.

Отпускная цена рассчитывается по формуле:

ОЦ = С_п+П+А+ЕП+НДС                                 (21)

где С_п - полная себестоимость капитального ремонта;

П -плановые накопления;

А- акцизный налог;

ЕП-единый платёж в республиканский фонд поддержки производства с/х продукции;

НДС - налог на добавленную стоимость.

Все расчёты представлены в таблице 4.

Таблица 4. - Определение свободно-отпускной цены капремонта.

.2.5 Расчет свободно-отпускной цены капитального ремонта

Цена - денежное выражение стоимости капитального ремонта сторонней организации.

Отпускная цена рассчитывается по формуле:

ОЦ=С_п+П+ О+НДС;                        (22)

где С_п - заводская себестоимость капитального ремонта;

П - плановые накопления;

О - отчисления в республиканский фонд поддержки производителя сельскохозяйственной продукции;

НДС - налог на добавленную стоимость.

Таблица 3.5.- Расчет технико-экономических показателей

.       
Охрана труда и окружающей среды

.1 Правовые и организационные вопросы

Обеспечение инструктажем.

Все вновь принятые на предприятие работники на постоянную или временную работу, лица командированные на предприятие для выполнения работ должны пройти следующие виды инструктажей:

Вводный - проводит инженер по охране труда по инструкции, разработанной для данного предприятия. В инструкции должны быть оговорены вопросы: основные режимы работы предприятия, опасные и вредные производственные факторы и т.д.

Первичный инструктаж - проводится по инструкции той профессии, которую будет выполнять работник с показом безопасных приемов работы.

Повторный инструктаж - проводится по инструкции первичного инструктажа с целью напоминания инструкций по технике безопасности. Не реже одного раза в полугодие.

Внеплановый инструктаж - проводится по инструкции первичного инструктажа при установке нового или модернизации оборудования, внедрении нового или модернизации технологического процесса, внедрении новой инструкции по ТБ, отсутствии работающего более 6 месяцев, по требованию контролирующих органов или инженера по ТБ, нарушении работником инструкции по ТБ, при поступлении информации об авариях и несчастных случаях, происшедших на аналогичных производствах.

Первичный, повторный, внеплановый и целевой инструктажи проводит непосредственно руководитель работ. Инструктажи на рабочем месте завершаются устным опросом, а также проверкой приобретенных навыков проведения безопасных способов работ.

Обеспечение средствами защиты.

Средства защиты должны создавать наиболее благоприятные для организма человека отношения с окружающей средой и обеспечивать оптимальные условия для трудовой деятельности. Средства защиты не должны быть источником опасных и вредных производственных факторов, должны иметь высокую защитную эффективность, обеспечивать удобство при эксплуатации. Средства защиты работающих подразделяются на индивидуальные и коллективные.

Средства индивидуальной защиты применяются в тех случаях, когда безопасность работ не может быть обеспечена конструкцией оборудования и средствами коллективной защиты. Такими средствами являются: специальная одежда и обувь, средства защиты органов дыхания (респираторы, противогазы, изолирующие дыхательные аппараты), средства защиты головы (каски), глаз (очки), лица (щитки).

К средствам коллективной защиты относятся: средства нормализации воздушной среды рабочих мест, средства защиты от высоких и низких температур, средства защиты от магнитных и электрических полей, средства защиты от шума и вибраций, средства защиты от поражения электрическим током, средства защиты от воздействия механических, химических и биологических факторов.

Порядок обеспечения средствами защиты работающих регламентируется «Правилами обеспечения работников средствами индивидуальной защиты», утвержденными постановлением Министерства труда РБ от 27.05.99.

4.2 Производственная санитария

Производственная санитария - это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Показатели, характеризующие микроклимат в производственных помещениях:

температура воздуха не менее 22 - 25°С;

относительная влажность воздуха 40 - 60%;

скорость движения воздуха не более 0,1 - 0,2м/с.

С целью обеспечения нормальных условий труда и защиты зрения человека в производственных помещениях должно устраиваться освещение, отвечающее требованиям соответствующих норм и правил.

В зависимости от источника света освещение может быть естественным, искусственным и совмещенным.

Естественное освещение - это освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных конструкциях. Зависит от состояния световых проемов, их размеров, времени суток, погодных условий.

Искусственное освещение предназначено для освещения рабочих поверхностей в темное время суток, а также при недостатке естественного освещения. Искусственное освещение бывает общее - предназначено для освещения всего помещения, местное - предназначено для освещения только рабочих мест. Кроме рабочего освещения, нормами предусмотрено устройство аварийного, эвакуационного, охранного и дежурного освещения.

Согласно санитарным нормам и правилам предусматривается следующая освещенность рабочих мест: общее и местное освещение не менее 2000 люкс, дежурное и аварийное от 10 до 50 люкс, охранное от 100 до 300 люкс, эвакуационное 5 - 10 люкс.

Шум и вибрация оказывают вредное влияние на организм человека. Длительное воздействие шума приводит к возникновению профессионального заболевания - глухоте, длительное воздействие вибрации - к виброболезни. Длительное воздействие шума и вибрации также приводит к поражению нервной системы. При поражении нервной системы появляется ряд заболеваний: появляется раздражительность, плохой сон, нарушается работа органов пищеварения, работа сердца.

Для защиты от шума и вибрации применяются следующие общие средства защиты: повышение точности изготовления станков и механизмов, замена подшипников качения на подшипники скольжения, установка оборудования на специальной виброопоре, герметизация помещений, дистанционное управление технологическим оборудованием.

Индивидуальные средства защиты от шума: вкладыши, противошумные наушники, шлемофоны.

Индивидуальные средства защиты от вибрации: виброобувь, рукавицы с вибровствками.

Все излучения поражают нервную систему работающих. При этом появляется ряд заболеваний: раздражительность, плохой сон, катаракта глаз, изменяется давление, нарушается работа органов пищеварения, работа сердца.

Основными способами защиты являются: уменьшением дозы излучения, увеличением расстояния до источника излучения, уменьшение времени воздействия.

Основными средствами защиты от излучений являются: очки, маски, специальные костюмы, экранирование, дистанционное управление, механизация и автоматизация.

4.3 Безопасность труда

Безопасность - это такое состояние сложной системы, когда действие внешних и внутренних факторов не приводит к ухудшению системы или к невозможности её функционирования и развития

В соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

) ограждение токоведущих частей;

) применение малых напряжений;

) электрическое разделение сетей;

) контроль и профилактика повреждения изоляции;

) заземление или зануление электроустановок;

) выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола (земли) в зоне обслуживания электроустановок;

) компенсация емкостной составляющей; тока замыкания на землю;

) применение сигнализации, блокировки, знаков безопасности;

} защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

) использование коллективных и индивидуальных средств защиты.

Наряду со стационарными устройствами защиты от поражения электрическим током требуется применение специальных защитных средств: приборов, аппаратов и устройств, служащих для защиты персонала от поражения током, воздействия электрической дуги, электрического поля. Такие средства называются электрозащитными и подразделяются на основные и дополнительные.

Основные защитные средства для работ в электроустановках до 1000В:

изолирующие штанги и клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками.

Дополнительные средства: диэлектрические галоши, переносные заземления, изолирующие подставки и накладки, оградительные устройства.

Работы, проводимые в действующих электроустановках, делятся на следующие категории:

) проводимые при полном снятии напряжения;

) без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях;

) без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Для подготовки рабочего места, при работах со снятием напряжения должны быть выполнены следующие технические мероприятия:

) произведены необходимые отключения и приняты меры препятствующие подаче напряжения на рабочее место;

) на приводах ручного и на ключах дистанционного управления вывешены запрещающие плакаты;

) проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены;

) наложены заземления, установлены переносные заземления там, где они отсутствуют;

) вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты;

)ограждены при необходимости рабочие места и находящиеся под напряжением токоведущие части.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ, являются: оформление работ нарядом - допуском, распоряжением или перечнем работ в порядке текущей эксплуатации; допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерывов в работе, перевод на другое рабочее место, окончание работы.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение металлических частей электроустановки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под таковым, с заземлителем.

Заземлителем называют металлические детали, углубляемые в землю, изготовляемые, как правило, из низкоуглеродистой стали различного профиля: уголок, полоса, прут и др. Заземлители в виде штырей, забиваемые в землю, называют электродами. Они могут быть одиночными или групповыми. Групповые электроды электрически соединенные общей полосой образуют заземляющий контур.

Заземление снижает до безопасного значения напряжение прикосновения, поскольку человек оказывается при повреждении изоляции включенным в электрическую цепь параллельно заземлителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением человека значительно меньше. Это существенно снижает величину тока, протекающего через человека, коснувшегося поврежденной установки.

Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, с глухо заземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухо заземленным выводом источника однофазного тока, с глухо заземленной средней точкой источника постоянного тока. Зануление применяется в электроустановках напряжением до 1000 В.

Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции фазы или фаз установки возникает ток короткого замыкания, который немедленно отключается защитным аппаратом.

Заземление и зануление следует применять:

при напряжении 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока - во всех случаях;

при напряжении выше 42В переменного тока и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особоопасных и в наружных установках.

Заземление или зануление не требуется при напряжении до 42В переменного тока и 100В постоянного тока во всех случаях..

Заземлению или занулению подлежат:

корпуса электрических машин, аппаратов, трансформаторов, светильников и т.д.

приводы электрических аппаратов.

Вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Корпуса щитов, шкафов управления, распределительных щитов, щитков освещения и т.д.

Металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и т.д.

Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.

Металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей и проводов напряжением до 42В переменного и 110В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях.

.4 Противопожарная безопасность

Пожарная безопасность предусматривает такое состояние объекта, при котором исключалось бы возникновение пожара, а в случае его возникновения предотвращалось воздействие на людей опасных пожарных факторов и обеспечивалась защита материальных ценностей в соответствии с законом Республики Беларусь "О пожарной безопасности".

Основными причинами пожаров на производстве являются:

неосторожное обращение с открытыми источниками огня;

небрежность, допускаемая при курении или пользовании электроприборами;

нарушение правил пожарной безопасности при производстве электрогазосварочных и других огневых работ;

нарушение правил эксплуатации печей, теплогенерирующих агрегатов и устройств;

неисправность электропроводки и электроприборов;

неправильное хранение горючих материалов и химических веществ.

К факторам, приводящим к появлению очага возгорания при ремонте оборудования с ЧПУ, можно отнести:

нарушение правил эксплуатации электроустановок;

неисправность технических средств защиты от статического электричества;

нарушение правил использования легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ);

самовоспламенение ветоши, неисправности отопительных приборов;

нарушение правил эксплуатации оборудования, приводящее к разогреву трущихся частей при отсутствии смазочного материала;

) неосторожное обращение с огнем.

Система мер пожарной безопасности должна быть направлена на устранение причин, приводящих к образованию очагов возгорания в производственных помещениях. У входа в производственные помещения вывешивают таблички с указанием класса пожароопасности, в помещениях запрещается устанавливать системы отопления, вентиляции, освещения, не соответствующие указанному классу пожароопасности. Помещения, оборудование и установки, размещенные в них, должны регулярно очищаться от горючих материалов и посторонних предметов. Источники искусственного освещения должны быть расположены так, чтобы обеспечить безопасное расстояние между осветительной арматурой и сгораемыми конструкциями или материалами. Производственные помещения оборудуют огнетушителями, ящиками с песком, пожарным инвентарем и сигнализацией.

При складировании демонтированных узлов не допускается загромождение проездов, пожарных проходов и аварийных выходов (доступ к средствам первичного пожаротушения должен быть свободен). Системой ремонтов охватываются все действующие электроустановки, у которых систематически контролируют состояние аппаратуры электрозащиты, надежность подключения и качество изоляции кабелей и приводов, температуру наружных поверхностей электрических машин. Электроаппаратура, двигатели, распределительные устройства и электрошкафы должны регулярно очищаться от токопроводящей пыли и стружки. Пользоваться поврежденными электророзетками, выключателями и другой неисправной коммутирующей аппаратурой не допускается. Любые неисправности электроаппаратуры, ведущие к повышенному искрению, нагреву, необходимо устранять. При перерывах в работе и по ее окончании электроустановки, понижающие и разделительные трансформаторы, измерительную электроаппаратуру, электропаяльники следует отключать от сети. В связи с тем, что электропаяльники имеют высокую температуру рабочих частей, на рабочих местах должны быть предусмотрены для них термостойкие подставки.

ЛВЖ, применяемые при пайке (ацетон, спирт этиловый, флюсы), промывке и обезжиривании деталей и узлов, должны храниться только в герметичной и небьющейся таре. Максимальное количество ЛВЖ на рабочем месте не должно превышать утвержденных норм хранения. Неиспользованные остатки сдаются в специальные места хранения. Совместное хранение ЛВЖ и веществ, смешивание которых может привести к самовозгоранию, не допускается. Использованные при обтирке материалы (ветошь, салфетки) хранят в закрытой металлической таре в специально отведенных местах. По мере накопления, но не реже одного раза в смену, тару необходимо очищать. Промасленная спецодежда должна храниться в шкафах. Сушка ее на батареях отопления или около нагревательных приборов не допускается.

Для предупреждения пожаров на предприятии должны проводиться следующие мероприятия: организационные, эксплуатационные, технические, режимные.

К организационным мероприятиям относятся: обучение работающих пожарной безопасности, проведение инструктажей, лекций, бесед, создание добровольных пожарных дружин, изготовление и применение средств наглядной агитации и пропаганды и т. д.

Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин (осмотры, ремонты, испытания), оборудования, транспортных средств, а также правильное содержание зданий и сооружений.

К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных правил и норм при проектировании зданий и сооружений, устройстве отопления, освещения, вентиляции, размещении оборудования и т. п.

К мероприятиям режимного характера относится установление порядка безопасного производства сварочных и других огневых работ в пожароопасных зонах, мест для курения и т. п.

При возникновении пожара действия работников и администрации объектов должны быть, в первую очередь, направлены на обеспечение безопасности и эвакуацию людей.

При обнаружении пожара необходимо:

немедленно сообщить об этом в пожарную службу (при этом чётко назвать адрес учреждения, место пожара, свою должность и фамилию, а также сообщить о наличии в здании людей);

задействовать систему оповещения о пожаре;

принять меры к эвакуации людей;

известить о пожаре руководителя предприятия или заменяющее его лицо;

организовать встречу пожарных подразделений;

приступить к тушению пожара имеющимися средствами.

Администрация объекта, руководители подразделения и другие должностные лица при возникновении пожара обязаны:

проверить, сообщено ли в пожарную службу о возникновении пожара;

организовать эвакуацию людей, принять меры к предотвращению паники среди присутствующих;

выделить необходимое количество людей для обеспечения контроля и сопровождения эвакуирующихся;

организовать тушение пожара имеющимися средствами;

направить персонал, хорошо знающий расположение подъездных путей и водоисточников, для организации встречи и сопровождения подразделений пожарной службы к месту пожара;

удалить из опасной зоны всех работников и других лиц, не занятых эвакуацией людей и тушением пожара;

прекратить все работы, не связанные с эвакуацией людей и тушением пожара;

организовать отключение сетей электро- и газоснабжения, технологического оборудования, систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

обеспечить безопасность людей, принимающих участие в эвакуации и тушении пожара, от возможных обрушений конструкций, воздействия повышенной температуры, токсичных продуктов горения, от поражения электрическим током и т.д.

организовать эвакуацию материальных ценностей из опасной зоны, определяя места их складирования и обеспечить их охрану.

На случай возникновения пожаров здания, сооружения и помещения должны иметь первичные средства пожаротушения: огнетушители, ящики с песком, лопаты.

.5 Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды - комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния человеческой деятельности на природу

В современных условиях расширенное использование естественных ресурсов и увеличение промышленных и бытовых отходов приводит к негативному воздействию на окружающую среду.

Для уменьшения этого воздействия должен произойти переход к новому способу производства - безотходному. Такой способ производства представляет собой сложный процесс, в котором все отходы утилизируются и вновь используются в производственном цикле, т.е. отходы одной стадии производства становятся сырьем для другой. Здесь важная роль отводится биотехнологии, т.е. привлечению в производство микроорганизмов, осуществляющих окислительно-восстановительные процессы быстро, надежно и чисто.

Еще одним фактором для снижения негативного влияния на природу является переход к качественно новым источникам энергии. Необходимость перехода к новым источникам энергии вызвана не только их истощением и загрязнением природной среды, но и с количеством энергетических затрат.

Наряду с химической и атомной энергией существуют солнечная, ветровая, приливная и другие виды возобновляемой энергии, которые необходимо шире использовать.

При проектировании новых предприятий и на существующих должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие загрязнение почвы, подземных вод, атмосферного воздуха выше допустимых пределов.

Поэтому предприятия должны иметь утвержденные в установленном порядке нормы ПДВ (предельно допустимых выбросов) согласованные в установленном порядке с государственным санитарным надзором. Предприятия должно обеспечивать лабораторный контроль за количеством и составом промышленных выбросов в атмосферу на границе санитарно-защитной зоны и жилой застройки.

Производственные сточные воды должны быть предварительно очищены на локальных очистных сооружениях от кислот и щелочей, пожаро- и взрывоопасных веществ до пределов, допустимых для сброса этих стоков на биологические и другие очистные сооружения. Сточные воды, в которых могут содержаться радиоактивные, токсичные, бактериальные загрязнения, перед выпуском в канализацию должны быть обеззаражены и обезврежены.

Сточные воды, не поддающиеся очистке от загрязнений, уничтожаются или складируются в определенных для этой цели местах. Сточные воды не загрязненные в процессе производства должны использоваться в системах производственного водоснабжения.

Технологический цикл предприятий должен предусматривать максимальную утилизацию твердых производственных отходов.

Не утилизированные токсичные отходы производств должны быть захоронены на специализированных полигонах (вещества I, II, 111 классов опасности) или вывозиться на свалки (вещества IV класса опасности). Характеристика вредных веществ (класс опасности, ПДК в воздухе рабочей зоны, ПДК в атмосфере, ПДК в воде водоемов, ПДК в почве) регламентируется республиканскими санитарными нормами, правилами и гигиеническими нормами для предприятий различных видов производств.

Выбор очистных сооружений, порядок и объемы накопления токсичных промышленных отходов, их обезвреживание и захоронение должны производиться в соответствии с действующими санитарными нормами и правилами по согласованию с территориальными органами государственного санитарного надзора.

Выводы по проекту

Данный дипломный проект является завершающим этапом в процессе обучения специальности Т1104 «Техническое обслуживание технологического оборудования и средств робототехники в автоматизированном производстве».

В общей части дипломного проекта произведено описание станка, привода, устройства ЧПУ, узлов станка, подлежащих рассмотрению, а также описание заданного субблока устройства ЧПУ и его взаимодействие со станком.

В конструкторской части произвели расчёт мощности двигателей приводов подач и субблока, а также алгоритм поиска заданной неисправности, разработали функциональную электрическую схему субблока и произвели расчёт его надёжности.

В организационно-технологической части описали организацию ремонтной службы на предприятии, а также разработали график планово-предупредительного ремонта системы ЧПУ.

В экономической части был произведён расчёт затрат на капитальный ремонт станка модели 2С150ПМФ4 УЧПУ 2С42.

В разделе «Мероприятий по охране окружающей среды и техники безопасности» были описаны вопросы, знание которых необходимо для будущего специалиста.

Перечень используемой литературы

Богданович М.И. «Цифровые интегральные микросхемы» Справочник. Минск, 1996г.

Борисов Ю.С. «Справочник механика машиностроительного завода», том 1. Москва, 1971г.

Боровик С.С., Бродский М.А. «Ремонт и регулировка бытовой радиоэлектронной аппаратуры». Минск, 1989г.

Коломбеков Б.А. и др. «Цифровые устройства и микропроцессорные системы»

Косовский В.Л. «Программное управление станками и промышленными роботами». Москва, 1986г.

Лебедев А.М. и др. «Следящие электроприводы станков с ЧПУ». Москва, 1988г.

Лещенко В.А. «Станки с числовым программным управлением». Москва, 1988г.

Локтева С.Е. «Станки с программным управлением и промышленные роботы». Москва, 1986г.

Марголит Р.Б. «Наладка станков с программным управлением». Москва, 1983г.

Москаленко В.В. «Электрический привод». Москва, 1991г.

Сергиевский Л.В., Русланов В.В. «Пособие наладчика станков с ЧПУ». Москва, 1991г.

Сергиевский Л.В. «Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением». Москва, 1974г.

Хрипач В.Я. «Экономика предприятия». Минск, 2000г.

Чернов Е.А., Кузьмин В.П. «Комплектные электроприводы станков с ЧПУ». Горький, 1989г.

Спецификация