4.6 Разработка сборочного чертежа размещения электрооборудования

На сборочном чертеже размещения электрооборудования должен быть изображен внешний вид станка, выделены все элементы электрооборудования, размещенные на нем, показаны осветительные приборы, шкафы, пульты управления и элементы электропроводки (трубы, металлорукава). Габаритные размеры указываются как справочные. К сборочному чертежу должна быть разработана спецификация.

Основные правила размещения электрооборудования на станке и в станциях управления приведены ниже.

Для автоматического или дистанционного полуавтоматического управления двигателями привода различных механизмов применяют сборки станции управления (магнитных станций).

Станции и блоки управления поставляются собранными на реечных каркасах. Аппараты с изоляционными пластмассовыми корпусами и плитами заводы монтируют на металлических рейках, аппараты с корпусами, находящимися под напряжением, – на изоляционных рейках.

Щиты и сборки серии МН поставляются в открытом исполнении для установки в специальных помещениях (помещениях станций управления) или в закрытых шкафах для установки непосредственно в цеху.

Широко применяется открытая установка в цехах щитов станций управления в виде закрытых шкафов с набором стандартных блоков управления выдвижного типа. Такие блоки удобны в эксплуатации, т.к. они взаимозаменяемы; в случае выхода из строя блок выдвигают из отсека блочного щита и заменяют резервным, имеющим аналогичную схему.

В тех случаях, когда открытая установка в цехах щитов станций управления не может быть принята, применяется установка станций управления, а также постов управления механизмами технологических процессов (например, управления механизмами главного привода и вспомогательных механизмов прокатного стана) в так называемых объемных постах управления (ОПУ) и в электромонтажных комплектах (ЭМК).

Монтаж станций управления. Щиты и сборки станций управления открытого типа доставляют на место установки после готовности строительной части и устанавливают на основания. Закрытые щиты станций управления шкафного типа устанавливают в цеху на подготовленные основания аналогично распределительным пунктам и шкафам. После установки производят подсоединение щитов к питающей сети и к электродвигателям.

Распределительные устройства поставляются в комплектном полностью собранном виде с законченным монтажом всех входящих в них аппаратов, и монтаж их сводится лишь к установке в монтажной зоне в проектное положение.

После окончания ус­тановки станций управления на место и проверки всех креплений производят присоединение проводов внешней схемы. Удаляют смазку с контактов и неокрашенных тор­цов магнитных систем контакторов и реле переменного то­ка и наносят на неокрашенные торцы тонкий слой жидкой смазки. После окончания монтажа при подготовке к вклю­чению наладчики проверяют: сопротивление изоляции стан­ций управления, уставки реле, соответствие токов плавких вставок предохранителей номинальным, нагревателей теп­ловых реле, устанавливают требуемое значение регулируе­мых сопротивлений, проверяют правильность последова­тельности работы аппаратов в соответствии с общей схемой управления:

– при отключенной цепи главного тока;

– при включенной цепи главного тока на холостом ходу (без сочленения электропривода с механизмом);

– под нагрузкой вместе с механизмом.

Монтаж комплектных устройств управления электро­приводами. Комплектные устройства поставляются полно­стью смонтированными в одном или нескольких шкафах. Монтаж их сводится к установке и креплению на заранее заложенном основании и подсоединению проводов и кабе­лей схемы внешних соединений и между шкафами комплек­та в соответствии со схемами и чертежами. Регулировку, наладку и опробование комплектных устройств производит наладочная организа­ция.

Монтаж промышленного компьютера проводят в шкафу электроавтоматики на рейке. Непосредственно перед установкой промышленного компьютера необходимо провести визуальный осмотр его на наличие повреждений. Промышленный компьютер должен быть установлен в местах полностью защищенных от попадания пыли, брызг воды, масла и химикатов, прямого солнечного света. Окружающая температура в шкафу электроавтоматики должна быть в пределе 0...55°С, относительная влажность 10...90%. Промышленный компьютер должен быть защищен от вибрации и ударов.

После монтажа промышленного компьютера все необходимые провода должны быть соединены к соответствующим клеммам или разъемам.

Монтаж преобразователя проводить в шкафу элеткроавтоматики на горизонтальной, хорошо прикрепленной панели, с помощью специального крепления болтовыми соединениями. Непосредственно перед установкой преобразователя на панель необходимо провести визуальный осмотр его на наличие повреждений. Преобразователь не должен устанавливаться возле воспламеняющих объектов. Преобразователь должен устанавливаться в местах, где отсутствуют значительные перепады давления. В процессе установки преобразователя нужно накрывать его крышкой для предотвращения попадания внутрь мусора и других предметов.

После монтажа преобразователя все необходимые провода должны быть соединены к соответствующим клеммам или разъемам.

Обычно электроаппаратуру управления (релейно-контакторную или бесконтактную) размещают в электрошкафах, которые устанавливают вблизи станков и машин, а при небольших размерах электрошкафов - непосредственно на механизмах.

Для сложного или громоздкого электрооборудования, а также в случаях, когда из-за вибраций станка или машины нельзя применять шкафы пристроенного, утопленного или встроенного исполнений, используется внешний электрошкаф. При этом желательно использовать всю высоту шкафа, которая не должна превышать 2 м. Каркас внешнего шкафа изготовляется обычно из уголков и обшивается тонколистовой сталью.

По способу монтажа и доступа к аппаратуре, внешние электрошкафы выполняются односторонними и двусторонними. В односторонних шкафах применяется переднее присоединение проводов к аппаратам, доступ к которым возможен через открытые дверцы шкафа, В двусторонних шкафах аппаратура размещается на двух сторонах вертикальной панели с передним или задним присоединением проводов. Если оборудование не умещается в одном шкафу, то используют два или три шкафа. Шкафы всех исполнений снабжаются замком со съемным ключом.

Различные по назначению электрические аппараты и устройства (контакторы, реле, трансформаторы, источники питания и пр.) монтируются на панелях или в блоках. Панели чаще всего изготовляются из листовой стали толщиной 2-3 мм и с лицевой стороны покрываются тонкими листами гетинакса, текстолита или винипласта. Иногда используют в качестве панелей асбоцементные или текстолитовые плиты толщиной 10-15 мм.

Размеры панели, определяются габаритами аппаратов, размещенных на ней, и площадью, необходимой для прокладки электрических соединений между от дельными аппаратами, но не должны быть более 1200x750 мм.

В панели просверливаются отверстия, нарезается резьба в соответствии с эскизом размещения электроаппаратуры; устанавливаемая аппаратура крепится винтами или болтами. При креплении тяжелых контакторов используются резиновые прокладки, амортизирующие удар при срабатывании аппарата. Трубчатые резисторы (типа ПЭВ) устанавливаются на шпильках, которые крепятся к панелям и изолируются шайбами от корпуса. Некоторые аппараты монтируются непосредственно на стенках и в отсеках шкафа. Так, на боковой стенке шкафа может быть установлен вводной автоматический выключатель, сюда же выводится рукоятка вводного выключателя:

Малогабаритная аппаратура (телефонные реле, реле типа МКУ и др.) и полупроводниковые приборы (диоды, триоды, резисторы и др.) группируются в отдельные блоки и комплекты. Блок представляет собой изоляционную или металлическую панель, (шасси), на которой укрепляются аппараты (детали) и зажимные или штепсельные устройства. Панель прикрывается сверху кожухами из металла, пластмассы или оргстекла.

Путевые выключатели и переключатели, предназначенные для контроля перемещения подвижных частей станка (машины), автоматизации, технологических циклов по пути перемещения и т. п., устанавливаются под корпусами отдельных механизмов, по краям неподвижной станины и т. п. При их размещении руководствуются удобством монтажа и обслуживания, а также исключением попадания на переключатель машинного масла, стружек и т. п.

В процессе разработки размещения аппаратов на панелях учитывают назначение аппаратов, а также условия для монтажа и эксплуатации:

• прежде всего размещают аппараты, расположение которых в шкафу предопределено их назначением и использованием; например, вводной выключатель или автоматический выключатель устанавливается так, чтобы его рукоятка находилась в удобном месте на уровне 1,5-1,7 м от пола; главные предохранители располагают ниже вводного выключателя или рядом с ним; тяжелые контакторы и пускатели располагают на нижней части панели.

• в местах, наиболее удобных для обслуживания, располагают блоки и комплекты аппаратов главных узлов управления: усилительные и регулирующие устройства, измерительные приборы и др.

• предохранители для отдельных силовых цепей ставят выше, а тепловые реле - ниже соответствующих контакторов.

Обычно панели делятся на вертикальные и горизонтальные зоны. Внутри каждой вертикальной зоны группируются аппараты и блоки управления, относящиеся к отдельному приводу машины.

По горизонталям вертикальных зон располагают однотипные аппараты, имеющие примерно одинаковую высоту. При этом следует стремиться к сокращению межаппаратных связей, обеспечивая удобство и безопасность обслуживания.

Командные органы машины (кнопки управления, регуляторы скорости, универсальные переключатели и др.) устанавливаются на стационарных и подвижных пультах управления (кнопочных станциях). По назначению различают главные, рабочие, вспомогательные и наладочные пульты управления.

На основном рабочем месте устанавливается главный пульт управления всеми приводами и механизмами станка или машины. Здесь сосредоточен весь комплекс органов управления и контроля за ходом обработки изделий.

В местах удобных для управления, но удаленных от главного пульта, оборудуются рабочие пульты. Эти пульты выполняются подвесными или переносными, и оператор может сам выбирать их положение во время работы.

Вспомогательные пульты предназначаются для управления установочными перемещениями подвижных частей станка или машины, удаленных от рабочих мест.

На этих пультах часто устанавливают органы управления вспомогательными приводами.

Наладочные пульты содержат только органы наладочного управления и располагаются в отдалении от рабочих мест.

Коммутационные аппараты следует устанавливать в местах, указан­ных в рабочих чертежах, в соответствии с инструкциями предприятий-изготовителей.

Аппараты или опорные конструкции, на которых они должны быть установлены, следует прикреплять к строи­тельным основаниям способом, указанным в рабочих чер­тежах (дюбелями, болтами, винтами, с помощью штырей, опорные конструкции — сваркой к закладным элементам строительных оснований и т.д.). Строительные основания должны обеспечивать крепление аппаратов без перекосов и исключать возникновение недопустимых вибраций.

Ввод проводов, кабелей или труб в аппараты не дол­жен нарушать степень защиты оболочки аппаратов и соз­давать, механических воздействий, деформирующих их.

При установке нескольких аппаратов в блоке должен быть обеспечен доступ для обслуживания каждого из них.

Пускорегулирующие аппараты должны быть прочно за­креплены и установлены вертикально. Последнее требова­ние особенно тщательно соблюдают при монтаже аппара­тов, имеющих измерительные приборы, а также автомати­ческие выключатели и приборы защиты — реле, так как они надежно работают только при строго вертикальной установке.

Рубильники, переключатели, предохранители и блоки рубильник-предохранитель монтируют на распредели­тельных щитах и силовых пунктах (шкафах). Установка этих аппаратов выполняется по уровню и отвесу. Затяжка гаек и винтов производится до отказа, но с усилием не бо­лее 150 Н и без рывков. После затяжки всех креплений проверяется плотность соприкосновения контактного ножа со стойкой щупом 0,05 мм. В случае прохода щупа более чем на 1/3 контактной поверхности необходимо устранить причины перекоса. Контактные ножи аппаратов при вклю­чении должны касаться контактных стоек с обеих сторон по всей линии. При этом «отпружинивание» контактных губок стоек при входе в них ножа должно быть хорошо за­метно на глаз. Все трущиеся части покрывают тонким сло­ем технического вазелина или специальной смазки.

При монтаже предохранителей (НПН, ПН-2 и т.п.), кроме того, выполняют следующие требования: закрытые патроны предохранителей ПН-2, установленные в верти­кальном положении, не должны выпадать из контактных стоек при приложении к ним усилия, равного для предо­хранителей на 40 А 30 Н, 100 А—40 Н, 250 А—45 Н, 400 А—50 Н, 600 А—60 Н.

При установке патрона предохранителя в контактные стойки плотность их соприкосновения проверяется щупом толщиной 0,05 мм между колпачком патрона и губками стоек.

Магнитные пускатели устанавливают на силовых распределительных сборках, на распределительных щитах или отдельно на конструкциях, прикрепляемых к стенам, колоннам и т. п. Магнитные пус­катели устанавливают вертикально по отвесу. При этом отклонения по вертикали допускаются не более 5°. По­верхность контактов пускателя осматривают после опро­бования его под нагрузкой и в случае появления на ней наплывов обрабатывают напильником. Смазывать контак­ты пускателя не допускается.

Размеры раствора, провала и нажатия главных контак­тов и вспомогательных контактов проверяют и регулируют в соответствии с указаниями предприятий-изготовителей. Если при включении магнитного пускателя слышно сильное гудение его магнитной системы, устраняют следующие воз­можные неисправности: недостаточную затяжку винтов, крепящих сердечник; повреждение короткозамкнутого вит­ка; чрезмерное нажатие контактов; неплотное прилегание якоря к сердечнику вследствие загрязнения поверхностей прилегания или наличия на них смазки.

У реверсивных пускателей перед включением в работу тщательно проверяют работу блокировки, предотвращаю­щей возможность одновременного включения силовых кон­тактов прямого и обратного хода.

Автоматические выключатели выполняют функции пускателя, предохранителя, отключающего двигатель при КЗ, и аппарата защиты от перегрузки двигателя.

При монтаже автоматических выключателей следят за тем, чтобы между токоведущими частями сохранялись достаточные электрические зазоры. Если автоматический выключатель имеет пластмассовый кожух, то конструкция, на которой крепится автоматический выключатель, должна быть хорошо выправлена, иначе при затяжке крепежных болтов может произойти поломка пластмассового основания автоматического выключателя. Для крепления автоматического выключателя с передним присоединением проводов используют отверстия, расположенные между выводами. Автоматические выключатели с задним присоединением проводов должны закрепляться на изоляционных панелях специальными токоведущими соединительными винтами.

Элементы «Логика И» и приставки времени «Логика» 810» — «Логика 312». Устанавливают крепления осуществля­ются тремя способами: безвинтовым на U-образной рейке, двумя винтами на паре С-образных реек и на листе одним или двумя винтами.

Наладочные работы выполняются в такой последовательности:

– работы без подачи напряжения, в процессе которых произво­дится осмотр оборудования, выявляются и устраняются недодел­ки, измеряется сопротивление изоляции, осуществляются про­верка пускорегулирующей аппаратуры и фазировка линий;

– работы с подачей напряжения в оперативные цепи управления для проверки действия всех элементов схемы при нормированных отклонениях напряжения с регистрацией выявленных неисправ­ностей;

– работы по проверке силовых цепей с подачей напряжения как в оперативные, так и в силовые цепи с ручным управлением элект­роприводами для проверки их работы в различных режимах. На этом этапе оборудование передается обслуживающему персоналу; комплексные испытания и режимная наладка, осуществляе­мые эксплуатационным персоналом под наблюдением наладчи­ков, которые участвуют также в настройке оборудования на за­данные режимы работы.

Осмотр электрических машин перед установкой производится на стенде в специально выделенном помещении в цехе.

Если электродвигатель не имеет наружных повреждений, производят очистку его внутренних частей. Для этого пользуются сжатым воздухом. При продувке ротор проворачивают вручную, проверяя свободное вращение вала в подшипниках. Снаружи электродвигатель обтирают тряпкой, слегка смоченной в керосине.

Электродвигатели устанавливают непосредственно на полу, на специальных конструкциях, прикрепляемых к междуэтажному перекрытию, на фундаменте и стенах.

После окончания монтажа электрическую ма­шину при отключенном приводном механизме сначала прокручи­вают вручную. Затем осуществляют первый пуск двигателей на холо­стом ходу с проверкой направления вращения ротора и, если оно совпадает с заданным, продолжают испытания и определяют уро­вень вибраций, наличие стуков в подшипниках и их температуру.

После выявления недостатков и их устранения включают дви­гатель совместно с приводимым механизмом. Во время совмест­ной работы на холостом ходу (не менее 1 ч) контролируют плав­ность работы механической передачи, если она есть, температуру подшипников, вибрации и другие предусмотренные инструкци­ей параметры. Если результаты работы на холостом ходу оказыва­ются удовлетворительными, проверяют работу двигателя под на­грузкой с включенными системами защиты, установленными на электрической машине. При положительных результатах работы под нагрузкой и правильной работе защит составляют акт о при­емке машины в эксплуатацию.

После окончания монтажа трансформатора пе­ред его включением необходимо убедиться в исправности всех цепей и устройств управления, защиты, сигнализации и автома­тики. Первое включение должно носить пробный характер, при этом принимаются меры по автоматическому отключению транс­форматора при проявлении не обнаруженных ранее дефектов.

Ответственной операцией при монтаже электрических машин является подключение питающего кабеля к вводному устройству машины. Правильное и качественное выполнение этого узла в значительной мере определяет надежность эксплуатации машины.

Соединение всех элементов электрооборудования станка или машины в общую схему и питание электрической энергией токоприемников производится с помощью электропроводки, выполняемой в соответствии с общей схемой электрооборудования. Эти схемы составляют на основании принципиальной схемы и эскиза расположения электрооборудования на станке.

При составлении общей схемы применяют те же обозначения, что и на принципиальной схеме. Аппаратуру, расположенную в шкафу, обычно обводят общей рамкой.

Пучки проводов, идущих в одном направлении, изображают на общей схеме одной жирной линией.

Электропроводки станков и машин выполняют проводами и кабелями преимущественно в полихлорвиниловой изоляции (например, марок ПВ, ПГВ и др.). Согласно общим техническим условиям для проводок станков и машин могут применяться медные провода сечением не менее 1 мм², и лишь в цепях усилительных устройств разрешается применять непосредственно на станках и машинах провода сечением 0,75 мм², а на панелях и в блоках - 0;5 и 0,35 мм².

Электропроводка должна обеспечить надежность работы электрооборудования, быть удобной в эксплуатации, простой и технологичной при монтаже, гармонично сливаться с производственным механизмом.

По конструктивным признакам и особенностям монтажа различают три вида проводки: машинную, на панелях и в блоках, внешнюю.

Монтаж машинной электропроводки с целью защиты проводников от механических повреждений и вредных воздействий машинного масла, пыли и охлаждающей жидкости производится в стальных тонкостенных трубах. Чтобы очертания трассы проводки не ухудшали внешнего вида станка или машины, трубы предварительно изгибают в соответствии с конфигурацией станин, корпусов и т. п. Внутренний диаметр труб, число изгибов и их радиусы должны обеспечивать свободное потягивание и замену проводов. Если необходимо иметь много изгибов, то проводку осуществляют в металлорукавах или в толстостенных винилитовых трубках. Провода в трубах и рукавах должны быть целыми. Соединение проводов путем пайки или скрутки не допускается. Соединение труб производится при помощи специальной герметичной арматуры: тройников, угольников, разветвительных коробок и др.

На каждые 7-10 проводов цепей управления, прокладываемых в трубе или металлорукаве; добавляют один резервный провод. На общей схеме электрооборудования выходящие из трубы провода в случае их разветвления снабжают выносами с указанием их нумерации согласно принципиальной схеме и указывают число проводов, их сечение, расцветку и др.

Все концы проводов, соединяющих зажимы отдельных аппаратов и машин, при монтаже электрооборудования должны быть промаркированы в соответствии с нумерацией, имеющейся на схемах соединений, принципиальной и общей. Маркировка проводов производится с помощью бирок из пластмассы, фибры или жести, на которых ставят индекс провода. Бирки на проводах закрепляются суровыми нитками. В некоторых случаях применение бирок оказывается неудобным. Тогда на концы проводов надевают кусочки хлорвиниловых трубок светлого цвета; которые должны плотно прилегать к изоляции провода. На трубках специальными чернилами наносят условные обозначения проводников.

Для удобства монтажа и облегчения нахождения неисправностей электрооборудования, возникающих во время эксплуатации, при выполнении машинной электропроводки широко применяются разветвительные коробки, в которых располагаются наборы зажимов.

К зажимам присоединяются с одной стороны провода, идущие от электрических машин и аппаратов, с другой, уходящие к панелям управления, расположенным в шкафах и нишах.

Проводка к узлам электрооборудования, размещенным на подвижных частях механизма, выполняется гибкими проводами с полихлорвиниловой изоляцией, которые прокладываются в металлорукаве, резинотканевом рукаве или в эластичной пластиковой трубке. Подвод к электрооборудованию, размещенному На вращающихся частях станков, производится с помощью кольцевых токоподводов. Для крановых электроустановок машиностроительных заводов, как правило, применяют троллейный токоподвод.

Электропроводка на панелях шкафов и ниш выполняется в основном жестким проводом (марок ПВ, ПР, ПМВ) с медной жилой, сечение которой выбирают по току нагрузки, но не менее 1,0 мм для обеспечения достаточной механической прочности. Внешняя проводка выполняется в стальных трубах, прокладываемых по полу или фундаменту станка или машины в специальных каналах, закрываемых сверху съемными стальными щитами.

На автоматических станочных линиях, электрооборудование которых содержит большое количество различных машин, аппаратов, и органов контроля, применяется верхняя разводка проводов в специальных секционированных коробах над станками. Короба крепятся на стойках или на станинах станков с помощью кронштейнов. Провода к станкам от короба прокладываются в стальных трубах или металлорукавах.

К электрошкафу управления электроэнергию обычно подводят от цеховых шинных сборок - стальных полос, заключенных в общий кожух из листовой стали, укрепленный на стенах, на колоннах цеха или на специальных стойках. В некоторых случаях схему станка или машины присоединяют к кабельной сети цеха, открытой проводке по стенам или проводам, уложенным в каналах в полу.