《电气及机械安全》课程设计-砂轮机配电及防护系统设计.doc

电气及机械安全 课程设计 砂轮机配电及防护系统设计砂轮机配电及防护系统设计 学学 校 校 安徽建筑大学安徽建筑大学 学学 院 院 土木工程学院土木工程学院 专专 业 业 1111 安全工程安全工程 2 2 班班 姓姓 名 名 孙孙 皓皓 学学 号 号 1120104022211201040222 指导老师 指导老师 夏夏 云云 春春 完成时间完成时间 20132013 年年 1212 月月 目目 录录 一 设计目的一 设计目的 2 二 设计题目二 设计题目 2 三 设计工况参考参数三 设计工况参考参数 2 四 设计内容四 设计内容 2 4 1 砂轮机的机器构造 2 4 2 砂轮机的特点 2 4 3 配电系统分析 3 4 4 防护系统分析 6 4 5 砂轮机的日常维护 8 五 计算内容五 计算内容 9 六 总六 总 结结 10 6 1 设备材料清 单 10 6 2 设计总 结 10 七 参考文献七 参考文献 11 八 附八 附 录录 12 一 一 设计目的设计目的 电气及机械安全课程设计 是配合 电气及机械安全 课程学习的实质性 质的教学内容 是一个重要的实践性教学环节 课程设计的要求高于平时的作 业 是对整个课程及相关知识的一个综合运用 设计要求学生自己确定设计方 案 查取相关资料 进行过程计算 并要对自己的选择做出论证和校核 经过 分析比较 择优选定最理想的方案和合理的设计 最终掌握建筑电气消防工程 的设计原理和方法 具体应达到以下目的 1 通过课程设计加深对本课程基本知识的理解 提高综合利用本课程知识 的能力 2 掌握本课程工程设计的主要内容 步骤和方法 3 提高消防设计能力 4 学会应用有关国标 规范等设计资料 进行设计计算的能力 5 提高独立分析问题 解决问题的能力 逐步增强对实际工程的认识和理 解 二 设计题目二 设计题目 砂轮机配电及防护系统设计 三 设计工况参考参数三 设计工况参考参数 台式砂轮机 1 台 布置于面积为 20m2 的室内 砂轮机的电机功率为 0 5kW 四 设计内容四 设计内容 4 1 砂轮机的机器构造 砂轮机是用来磨各种刀具和工具的常用设备 其主要是由基座 砂轮 电 动机或其他动力源 托架 防护罩和给水器等部分所组成 砂轮设置于基座的 顶面 基座内部具有供容纳动力源的空间 动力源将动力传动至减速器 减速 器具有一穿出基座顶面的传动轴供固接砂轮 基座对应砂轮的底部位置具有一 凹陷的集水区 集水区向外延伸一流道 给水器是设于砂轮一侧上方 给水器 内具有一盛装水液的空间 且给水器对应砂轮的一侧具有一出水口 4 2 砂轮机的特点 砂轮机的整体传动机构十分精简完善 这使得研磨的过程更方便顺畅并且 能够提高砂轮机的研磨效能 砂轮机除了具有磨削机床的某些共性要求外 还具 有转速高 结构简单 适用面广 一般为手工操作等特点 砂轮机在制作刀具中 使用频繁 一般无固定人员操作 有的维护保养较差 磨削操作中未遵守安全操作 规程而造成的伤害事故也占有相当的比例 砂轮机的砂轮较脆 而其转速也很 高 使用时需要严格遵守安全操作规程 在工程设计中 砂轮机的这些特点将 成为砂轮机在房间的位置 配电系统以及防护系统设计的主要依据 4 3 配电系统分析 4 3 1 配电箱 配电箱是按电气接线要求将开关设备 测量仪表 保护电器和辅助设备组 装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上 构成低压配电箱 正常运行时可借助手 动或自动开关接通或分断电路 故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或 报警 借测量仪表可显示运行中的各种参数 还可对某些电气参数进行调整 对偏离正常工作状态进行提示或发出信号 本设计中砂轮机为大型电气设备 应采用高于地面 1 8 米封闭式垂直安装的动力配电控制箱 以下是配电盒详情 品牌赛普 saip 型号 HT 12WAYS 名称新梅兰箱 颜色计算机灰 暗装尺寸 300 260 140mm 壳体防护等级 IP65 产品认证 CE 材质ABS 面板 所需数量1 个 市场价格50 元 个 总价50 元 4 3 2 砂轮机 根据课程设计提纲中设计工况参考参数的要求 查阅相关产品目录后选择 以下规格的砂轮机 品牌西湖 SEWO 型号 M3220 名称三相台式砂轮机 颜色绿 砂轮尺寸 单位 mm 200 20 32 相数 3 额定电压 单位 V 380 额定转速 r min 2850 输出功率 0 5kw 市场价格430 元 台 总价430 元 以下是砂轮选型 品牌琨轮 KunLun 类型平面磨砂轮 型号 px 材质绿碳化硅 工艺烧结 粒度 24 120 结合剂陶瓷砂轮 适用范围磨橡胶 钨钢等 工作线速度 35m s 规格 200 25 32 硬度 L 市场价格28 元 片 所需数量2 片 总价56 元 4 3 3 导线 由已知条件可得 P砂 砂 0 5kW U 380V 由 P UI 得通过砂轮机的电流 I P U 1 31A 由此进行导线选取 后文有详细计算判断过程 品牌通宝 导线类型软护套铜芯线 型号 BV 横截面大小2 5 mm2 生产厂家东莞市广美五金电器有限公司 执行标准 GB T 5023 3 2008 市场价格150 元 100m 所需长度 100m 总价150 元 4 3 4 插座 考虑到厂房电压为 380V 进行如下插座选择 品牌西门子 Siemens 类型二三极电源插座 型号远景 86 型 5UB0 106 1CC1 颜色雅白 额定电流 10A 市场价格10 元 个 所需数量1 个 总价10 元 4 3 5 厂房内配电系统的平面布置 4 3 5 1 砂轮机的位置 由于砂轮机单独在 6m 3 3m 使用面积 的室内 所以可以将砂轮机放在 房间的西北角 离北墙距离为 0 5m 离西墙距离为 0 5m 且砂轮机的开口方向 应尽可能朝向无窗的北墙以减少操作人员收到伤害的可能性 4 3 5 2 插座的位置 电源插座位于房间北墙 距西墙 0 4m 距地面 0 4m 高 4 3 5 3 配电系统布置平面图 见附图 4 4 防护系统分析 4 4 1 砂轮机的主要危险 4 4 1 1 机械危险 1 锐边 尖角和突出部分等对人体的伤害 2 砂轮碎片飞出 如磨削工件嵌入工件托架与砂轮之间而引起砂轮碎 片 飞出 而造成对人体的伤害 3 高速旋转的主轴 卡盘 砂轮等造成的危险 4 4 1 2 电气危险 1 电动机 电器因损坏而造成的触电危险 2 突然断电后意外起动的危险 3 砂轮机过热而造成的危险 4 4 1 3 噪声的危险 由噪声产生对人体的伤害 4 4 1 4 粉尘或飞溅物的危险 磨削时 飞出的砂粒 火花 磨屑物 粉尘等造成对人体的伤害 4 4 1 5 操作不当的危险 使用者不按操作规程操作造成的危险 4 4 2 砂轮防护罩的安全防护要求 4 4 2 1 砂轮机防护罩要有足够的强度 一般钢板厚度为 1 5 3 和有效的遮盖 面 防护罩开口角度应不大于 90 而在砂轮安装轴水平面上方的开口角度应 不大于 65 见图 1 半径 R 应不小于规定的砂轮卡盘半径 如果需要使用砂 轮安装轴水平面以下砂轮部分加工时 防护罩开口角度可以增大到 125 而 在砂轮安装轴水平面的上方 防护罩开口角度仍应不大于 65 4 4 2 2 防护罩的圆周防护部分应能调节 或配有可调护板 当砂轮磨损时 砂轮的圆周表面与防护罩可调护板之间的距离 或是与防护罩开口的上端边缘之 间的距离 一般应可调整至 1 6 mm 以下 4 4 2 3 砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘之间的间距一般应不大于 15 mm 4 4 2 4 砂轮防护罩的材料应选用抗拉强度为 375 460N mm2的 Q235 或强度相 当的压延钢板制造 也可采用与本条安全防护性能相当的其他形式和材料的砂 轮防护罩 防护罩端部弯边应不小于防护罩板厚 4 4 2 5 可调护板应选用抗拉强度为 375 460N mm2的 Q 235 或强度相当的压延 钢板制造 此时 板厚不应小于防护罩板厚 但台式砂轮机和落地砂轮机的板 厚最小不得小于 3 mm 紧固可调护板的螺钉不应少于 2 个 螺钉直径不小于可 调护板厚度的 1 6 倍 最小不小于 M5 若采用导向式或铰链式可调护板时 其 安装螺钉允许减少 1 个 4 4 2 6 台式和立式砂轮机的防护罩一般应备有吸尘口 除此之外 为完善砂轮机防护系统 砂轮机不仅应当有防护罩 更应当为 之配置护目镜 护目镜主要安装在砂轮机的上方 操作工可以根据自已的要求 上下搬动 调整位置 有机玻璃防护罩能够严防砂轮机工作时产生的灰尘及切 屑 硬沙粒等进入眼部 挡住一部份磨墟物 砂轮机防护罩详情如下 品牌西湖 SEWO 型号砂轮机护罩 规格200mm 砂轮护罩 材质钢 加工定制否 所需数量1 套 两个 市场价格80 元 套 总价80 元 砂轮机护目镜的详情如下 品牌西湖 SEWO 型号护目镜 规格有机玻璃护目镜 材质有机玻璃 加工定制否 所需数量1 套 两个 市场价格15 元 套 总价15 元 4 4 3 砂轮机安全操作规程 1 安装前应检查砂轮片是否有裂纹 若肉眼不易辨别 可用坚固的线把砂 轮吊起 再用一根木头轻轻敲击 静听其声 金属声则优 哑声则劣 2 砂轮机必须有牢固合适的砂轮罩 否则不得使用 3 安装砂轮时 螺母不得过松 过紧 在使用前应检查螺母是否松动 4 砂轮安装好后 一定要空转试验 2 3 分钟 看其运转是否平衡 保护 装置是否妥善可靠 在测试运转时 应安排两名工作人员 其中一人站在砂轮 侧面开动砂轮 如有异常 由另一人在配电柜处立即切断电源 以防发生事故 5 使用砂轮机时 必须戴防护眼镜 6 开动砂轮时必须 40 60 秒钟转速稳定后方可磨削 磨削刀具时应站在 砂轮的侧面 不可正对砂轮 以防砂轮片破碎飞出伤人 7 严禁两人同时使用一片砂轮 8 砂轮只准磨钢 铁等黑色金属 不准打磨有色金属或非金属 9 工件时 应使工件缓慢接近砂轮 不准用力过猛或冲击 更不得用身体 顶着工件在砂轮下面或侧面打磨 10 磨小工件时 不应直接用手持工件打磨 应选用合适的夹具夹稳工件 进行操作 不允许在砂轮机上磨削较大较长的物体 防止震碎砂轮飞出伤人 11 不得单手持工件进行磨削 防止脱落在防护罩内卡破砂轮 12 刃磨时 刀具应略高于砂轮中心位置 不得用力过猛 以防滑脱伤手 13 砂轮机未经许可 不许乱用 14 磨削完毕 应及时关闭电源 不要让砂轮机空转 同时要经常清除防 护罩内积尘 4 5 砂轮机的日常维护 1 落地式砂轮机不耐化学腐蚀 并不得暴露在户外使用 2 砂轮机在使用前必须用 500 伏以上的兆欧表测量其绝缘电阻 其值不小 于 0 5 兆欧 3 砂轮机在使用前应详细检查其零件 是否由于运输而受到损伤或有裂纹 紧固件是否有松动现象 如有应加以修复和旋紧 特别注意砂轮有无裂纹 可 用木槌轻敲 发出清脆声音方可使用 4 砂轮机在使用前 应先用手转动轴伸 观察转动是否灵活轻快 细听有 无碰擦声 5 砂轮机及风机旋转方向应与旋转方向指标一致 6 砂轮机在操作时 不准将工作物与砂轮碰撞 必须逐渐施加压力 使砂 轮不受冲击力 避免砂轮爆炸 发生意外事故 7 砂轮机防护罩除更换砂轮及维修拆除外 平时严禁拆除以保安全 8 使用中砂轮机二块砂轮磨损其径之差最大不超过 20 9 更换新砂轮 安装时应使砂轮平衡 砂轮与接盘间软垫装置要妥贴 螺 帽不应拧得过紧 以防砂轮碎裂 最后必须将防护罩盖好 10 轴承中的润滑脂 一般每隔半年更换一次 11 砂轮机在库存期间 不应受潮 受冻 以免绝缘表面开裂影响砂轮机 的正常使用 五 计算内容五 计算内容 有公式 V PL CS 其中 V 为允许电压损失 一般取 1 5 之间 P 为负载的功率 L 为线路 的长度 C 为电压损失计算常数 S 为导线的横截面积 又有 C V2 P 100 V 为电压 P 为负载的功率 C 为电压损失计算常数 见下表 电压损失计算常数 C 一般取值表 线路电压线路类别常数 C 铜线 常数 C 铝线 AC220 380V 三相四线制 76 546 2 AC220 380V 两相三线 34 020 5 AC220V 单相 12 87 74 DC110V 直流 3 211 94 M PcL Pc为线路末端功率 L 为线路总长 Pc Pakn Pc为有功功率 kn为有功功率系数 Pa为额定功率 S PC cos 为相位角 SC为视在功率 PC为有功功率 Q PCtan Qc为无功功率 Ic Sc 3Vn Vn为额定电压 由上面公式得 I 1 31A 再根据市场所售导线规格 选取 S 2 5mm2 6 6 总结总结 6 1 设备材料清单 砂轮机砂轮配电盒导线插座防护罩护目镜 品牌西湖琨轮赛普通宝西门子西湖西湖 型号 M3220pxHT 12WAYSBV 远景 86 型 200mm 砂 轮护罩 护目镜 名称三相台 式砂轮 机 平面 磨砂 轮 新梅兰箱软护套 铜芯线 二三极 电源插 座 砂轮护 罩 有机玻璃 护目镜 颜色绿计算机灰雅白绿透明 材质绿碳 化硅 ABS 面板铜芯塑料钢有机玻璃 数量1 台2 个1 个 100m 1 个2 个2 个 单价430 元 台 28 元 片 50 元 个150 元 100m 10 元 个80 元 套 两个