1 Зміст й оформлення курсового проекту
Електроустаткування різних за конструкцією та призначенням виробничих механізмів (металорізальних верстатів, ковальсько-пресових машин, мостових кранів тощо) має багато загального щодо принципів побудови схем електричних з'єднань, розміщення електричних машин й апаратів, їх монтажу тощо. Це дає можливість проводити проектування електроустаткування більшості верстатів і машин за єдиною методикою. Найдоцільніше вести проектування електричної частини виробничого механізму одночасно з розробкою всієї його конструкції, тому що виробничі можливості та конструктивні форми механізмів часто визначаються ступенем і формою їх електрифікації.
Курсовий проект з електроустаткування виробничого механізму включає у себе титульний аркуш проекту (додаток Б); технічне завдання на проектування електроустаткування; відомість креслень (додаток Д); пояснювальну записку; електричну принципову схему керування агрегатом; схему з'єднань вузлів й елементів (пульта, шафи тощо). Зразки основних написів першого аркуша пояснювальної записки до курсового проекту наведено у додатку Е, другого і т.д. аркушів – у додатку Ж. Зразок основного напису креслення схеми електричної принципової на форматі А1 наведено у додатку И, схеми з’єднань – у додатку К.
Усі технічні розрахунки (вибір апаратури керування, кабельно-провідникової продукції, схем захисту, заземлення тощо) виконуються згідно з "ЄСКД. Загальні вимоги до текстових документів". Текстові документи поділяються на документи, які містять в основному суцільний текст (технічні описи, розрахунки, пояснювальні записки, інструкції тощо), і текст розбитий на графи (специфікації, відомості, таблиці тощо).
Текстові документи виконуються на формах, установлених відповідними стандартами і ЄСКД. Розміри основних написів наведені у додатку А.
Текстові документи можуть бути виконані машинописним, рукописним, типографським способами й із застосуванням друкувальних і графічних пристроїв виводу ПЕОМ.
При виконанні документа машинописним способом текст друкується на одному боці аркуша через два інтервали, стрічкою тільки чорного кольору (напівжирна), шрифт повинен бути чітким, висотою не менш 2,5 мм.
Уписувати в текстові документи, виготовлені машинописним способом, окремі слова, формули, умовні знаки, а також виконувати ілюстрації треба чорним чорнилом.
Зміст документа при необхідності може бути розділений на розділи та підрозділи, пункти й підпункти. Кожен розділ повинен починатися з нового аркуша.
Порядкові номери розділів, підрозділів і пунктів позначаються арабськими цифрами.
Найменування розділу повинно бути стислим, відповідати змісту й записуватися у вигляді заголовка (симетрично тексту) прописними літерами.
Переноси слів у заголовках не допускаються. Крапку наприкінці заголовка не ставиться. Якщо заголовок складається із двох речень, їх розділяють крапкою.
Найменування підрозділів записуються у вигляді заголовків (з абзацу) малими літерами (крім першої прописної). Підпункти починають з нового рядка з малої літери. Наприкінці підпункту, якщо за ним є ще підпункт, ставлять крапку з комою.
Якщо документ має зміст, то його поміщують на першому аркуші пояснювальної записки та включають у загальну кількість аркушів цього документа. Слово "ЗМІСТ" записують у вигляді заголовка (симетрично тексту) прописними літерами. Найменування, включені в зміст, записують малими літерами.
Найменування виробу на титульному аркуші, в основному написі при першому згадуванні в тексті документа, повинне бути однаковим з його найменуванням в основному конструкторському документі. У наступному тексті порядок слів у найменуванні повинен бути прямим, тобто на першому місці – визначення (ім'я, прикметник), а потім – назва виробу (ім'я, іменник), наприклад, Автоматичний розподільник", при цьому допускається вживати скорочення найменування виробу Найменування, що наводять у тексті документа й на ілюстраціях, повинні бути однаковими.
Якщо в документі більше однієї формули, то їх нумерують арабськими цифрами у межах розділу. Номер формули складається з номера розділу й порядкового номера формули, розділених крапкою. Номер ставлять у круглих дужках з правого боку рядка на рівні формули, наприклад:
. (2.1)
Посилання у тексті на номер формули даються у дужках, наприклад: "у формулі (2.1)".
Електричні принципові схеми керування поділяються на однолінійні та елементні. Умовні позначення для схем однолінійних Е3 у кінці номера креслення, для схем принципових (елементних) – Е4 у кінці номера креслення.
Принципова схема – це схема електричних з'єднань, виконана в розгорнутому вигляді. Вона є основною схемою проекту електроустаткування виробничого механізму і дає загальне уявлення про електроустаткування цього механізму, відображає роботу системи автоматичного керування механізмом, служить джерелом для складання схем з’єднань і підключень, розробки конструктивних вузлів і оформлення переліку елементів. За принциповою схемою здійснюється перевірка правильності електричних з'єднань при монтажі та налагодженні електроустаткування. Від якості розробки принципової схеми залежить чіткість роботи виробничого механізму, його продуктивність і надійність в експлуатації.
Складання принципової електросхеми виробничого механізму здійснюється на підставі вимог технічного завдання. У процесі складання принципової схеми уточнюються також типи, виконання і технічні дані електродвигунів, електромагнітів, кінцевих вимикачів, контакторів, реле тощо. На принциповій схемі всі елементи кожного електричного пристрою, апарату або приладу показуються окремо і розміщуються для зручності читання схеми в різних її місцях у залежності від функцій, які виконуються. Всі елементи одного й того ж пристрою, машини, апарата тощо забезпечуються однаковим літеро-цифровим позначенням, наприклад: КМ1 – контактор лінійний перший, КТ – реле часу тощо. На схемі показуються всі електричні зв'язки між елементами електроустаткування виробничого механізму, які до неї входять. На принципових схемах силові кола зазвичай розміщуються ліворуч і накреслюються товстими лініями, а кола керування розміщуються праворуч і накреслюються тонкими лініями.
Принципова схема проектується з використанням існуючих типових вузлів і схем автоматичного керування електропроводами (наприклад, схем магнітних контролерів і захисних панелей – для кранів, схем вузлів переходу від налагоджувального режиму до автоматичного за допомогою окремих кнопок керування або перемикача режимів – для металорізальних верстатів тощо).
Для підвищення надійності роботи схеми потрібно вибрати найпростіший варіант, що має найменшу кількість органів керування, апаратів і контактів. Для цієї мети треба, наприклад, застосовувати загальні апарати захисту для електродвигунів, які не працюють одночасно.
Кола керування у складних схемах треба підключати до мережі через трансформатор, який знижує напругу до 110 В. Це виключає електричний зв'язок силових кіл з колами керування й усуває можливість помилкових спрацьовувань релейно-контактних апаратів при замиканнях на землю в колах їхніх котушок. Подача напруги на силові кола і кола керування повинна здійснюватися за допомогою ввідного автоматичного вимикача.
При застосуванні на металорізальних верстатах або інших машинах лише двигунів постійного струму в схемі керування треба використовувати також апаратуру постійного струму.
Різні контакти одного і того ж електромагнітного апарата (контактора, реле, командоконтролера, шляхового вимикача й ін. рекомендується за можливістю підключати до одного полюса або фази мережі. Це дозволяє здійснити надійнішу роботу апаратів (відсутня вірогідність пробою і замикання по поверхні ізоляції між контактами). З цього правила випливає, що один вивід котушки всіх електроапаратів за можливістю потрібно підключати до одного полюса кола керування.
Для забезпечення надійної роботи електроустаткування повинні бути передбачені засоби електричного захисту і блокування. Електричні машини й апарати захищаються від можливих коротких замикань і недопустимих перевантажень. У схемах керування електроприводами верстатів, молотів, пресів, мостових кранів обов’язковий нульовий захист для усунення можливості самозапуску електродвигунів при знятті та подальшій подачі напруги живлення. Електрична схема має бути побудована так, щоб при перегоранні запобіжників, обриві кіл котушок, приварюванні контактів не виникало аварійних режимів роботи електроприводу. Крім того, схеми керування повинні мати блокувальні зв'язки для запобігання аварійним режимам при помилкових діях оператора, а також для забезпечення заданої послідовності операцій. У складних схемах керування необхідно передбачити сигналізацію і прилади електровимірювань, які дозволяють операторові (верстатникові, крановику) спостерігати за режимам роботи електроприводів. Сигнальні лампи зазвичай вмикаються на знижену напругу: 6, 12, 24 або 48 V.
Для зручності експлуатації і правильного монтажу електроустаткування затискачі всіх елементів електроапаратів, електричних машин (головні контакти, допоміжні контакти, котушки, обмотки й ін.) і провід на схемах маркується. Силові кола змінного струму маркуються літерами, які позначають фази, і послідовними числами. Так, прийнято лінійні проводи трифазної мережі позначати літерами А, В, С і нульовий провід — літерою N. Після першого апарата (наприклад, ввідного вимикача) ці проводи позначаються літерами з цифрами (А1, В1, С1), після другого апарата – літерами з цифрами А2, В2, С2 і так далі. Виводи обмотки статора трифазного асинхронного двигуна і приєднані до них проводи позначаються індексами з цифрами, котрі відповідають номерам приєднаних до них проводів.
При позначенні затискачів машин постійного струму застосовуються наступні позначення: Я1, Я2 – для якоря, Ш1, Ш2 – для паралельної (шунтової) обмотки збудження, С1, С2 – для послідовної (серієсної) обмотки збудження, Д1, Д2 – для обмотки додаткових полюсів.
Ділянки (затискачі елементів схеми і проводи, які з’єднують їх) кіл постійного струму позитивної полярності маркуються непарними числами, а негативної полярності – парними числами. Кола керування змінного струму маркуються аналогічно, тобто всі затискачі та проводи, які приєднуються до однієї фази, маркуються непарними числами, а до іншої фази – парними. Загальні точки з'єднань декількох елементів на схемі мають один і той же номер. Після проходження кола через котушку, контакт, сигнальну лампу, резистор тощо номер змінюється. Для виділення окремих видів кіл індексація виконується так, щоб кола керування мали номери від 1 до 99, кола сигналізації – від 101 до 191 і так далі.
До кожної окремої принципової схеми додається (або виконується на тому ж кресленні перелік елементів електрообладнання, в який заносяться короткі технічні дані та позиційне позначення всіх елементів і пристроїв, які використовуються в схемі. Крім того, на схемі зазвичай наводяться діаграми роботи перемикачів керування всіх видів і призначень, циклограми спрацьовування і схематичне розташування шляхових (кінцевих) вимикачів і командоапаратів.
Умовні позначення для схем з’єднань Е5 у кінці номера креслення.
Електричні апарати можуть мати з’єднувальні затискачі на лицьовому боці апарату або ж ззаду нього, тому монтаж проводів на панелі керування може виконуватися переднім або заднім. При передньому монтажі всі з’єднувальні проводи прокладаються по лицьовому боці панелі керування. На цьому ж боці панелі розташовуються і набори затискачів. При задньому монтажі електропроводки апарати розташовуються на лицьовому боці панелі керування, а проводи і набори затискачів (клемники) – на задньому боці.
Як при передньому, так і при задньому монтажі проводи можуть укладатися рядами або джгутами. У першому випадку всі з’єднувальні проводи розміщуються на панелі в один або декілька рядів, застосовуючи спеціальні стягування, і в окремих місцях кріпляться скобами до панелі. У другому випадку проводи збираються у джгути, зв'язуються між собою нитками або стягуються скобочками. Під скоби або стягування підкладаються прокладки з електрокартону або листового поліхлорвінілу.
При монтажі електрообладнання найширше застосовується передній монтаж проводів, що пояснюється наступним: 1) електричні апарати, які використовуються для керування і захисту двигунів середніх потужностей, випускаються для переднього приєднання проводів; 2) при однобічному монтажі апаратів і проводів панелі керування зручніше розташовувати в нішах верстатів і машин, простіше здійснювати зовнішні приєднання. Проте слід зазначити, що задній монтаж вимагає меншої площі для розміщення апаратів і проводів, оскільки використовуються обидва боки панелі.
Електричні апарати з переднім приєднанням встановлюються з великою щільністю на лицьовому боці панелі або на металевих рейках (смугах) горизонтальними і вертикальними рядками. Набори затискачів розташовуються на лицевому або зворотному боці панелі. Відстань між апаратами вибирається: по вертикалі 40 – 50 мм, по горизонталі — не менше величин, наведених у технічних даних на ці апарати.
Для проходу проводів на зворотний бік панелі між смугами встановлюються гумові рейки з отворами. У панелях суцільного виконання відповідно розміщенню апаратів просвердлюють отвори, в яких вставляються і закріплюються ізоляційні втулки. Проводи прокладаються від затискачів апаратів крізь отвори і далі по зворотному боку панелі по найкоротшій відстані до потрібного затискача, знов виходять на лицьовий бік панелі, згинаються під прямим кутом і приєднуються до потрібного затискача. При такому монтажі скорочується довжина з’єднувальних проводів, спрощується первинний монтаж, але ускладнюються налагоджувальні та ремонтні роботи.
Після розміщення всього електроустаткування верстата (установки), складання ескізу розміщення апаратури та вибору способу з'єднання проводів приступають до проектування схеми проводки між затискачами приладів і апаратів, тобто до розробки схеми з'єднань.
На схемах з'єднань апарати й інші прилади зображаються не розділеними на окремі елементи. Ці схеми відображають дійсне розташування окремих апаратів і вузлів електроустаткування в шафах, нішах, на панелях керування тощо і спосіб здійснення електричних з'єднань між ними.
Складання схем з'єднань виконується за принциповою електричною схемою й ескізу розміщення електроустаткування. При цьому застосовуються ті ж умовні позначення апаратури і маркування, що і на принциповій схемі.
При складанні схем з'єднань потрібно пам'ятати:
До одного затискача рекомендується приєднувати не більше двох проводів; за наявності більшого числа проводів необхідно застосовувати здвоєні затискачі.
В межах однієї панелі всі розгалуження проводів між апаратами рекомендується робити на затискачах апаратів і не застосовувати проміжні затискачі.
Не допускається з'єднання проводів окрім затискачів, наприклад шляхом скручування або паяння.
На схемах з'єднань проводи, які йдуть від наборів затискачів або від апаратів в одному напрямі, можна накреслити двома способами: або об'єднувати в пучки і показувати ці пучки на схемі однією товстою лінією, або кожен провід показувати окремо.
Зараз найпоширенішим є спосіб адресного монтажу, в якому джгути замінюються адресами напрямків проводів, для чого всі апаарати нумеруються і адресою є порядковий номер апарарата.
Роз'ємні електричні з'єднання (затискачі апаратів і наборів затискачів) зображаються на схемах не заштрихованими кільцями. Нероз'ємні електричні з'єднання проводів, проводи з будь-яким пристроєм, апаратом тощо, які здійснюються шляхом паяння або холодного пресування, позначаються зачорненими кільцями.