МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Торговое и рекламное оборудование» М. В. Митенков И. М. Савосько РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ТОРГОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию Минск БНТУ 2013 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Торговое и рекламное оборудование» М. В. Митенков И. М. Савосько РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ТОРГОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 1-36 20 03 «Торговое оборудование и технологии» Рекомендовано учебно-методическим объединением по образованию в области машиностроительного оборудования и технологий Минск БНТУ 2013 2 УДК 658.822(075.8) ББК 65.421я7 М67 Рецензенты : доцент кафедры «Технологии инженерного образования» УО «Республиканский институт инновационных технологий», кандидат технических наук Э. С. Блюменталь; профессор кафедры «Стандартизация, метрология и управление качеством» Белорусского государственного института повышения квалификации и переподготовки кадров по стандартизации, метрологии и управлению качеством, кандидат технических наук, доцент Б. В. Цитович Митенков, М. В. Ремонт и обслуживание торгового оборудования : учебно-мето- дическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 1-36 20 03 «Торговое оборудование и технологии» / М. В. Митенков, И. М. Савосько. – Минск : БНТУ, 2013. – 161 с. ISBN 978-985-550-339-3. Пособие содержит описание и методические указания по выполнению комплекса расчетов по монтажу, обслуживанию и ремонту торгового оборудования в рамках курсового проектирования. Материал изложен в объеме программы курса «Ремонт и обслуживание торгового оборудования» для технического университета. УДК 658.822(075.8) ББК 65.421я7 ISBN 978-985-550-339-3 © Митенков М. В., Савосько И. М., 2013 © Белорусский национальный технический университет, 2013 М67 3 ОГЛАВЛЕНИЕ ЗАДАНИЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ .......................... 5 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК  ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ................ 10 РАСЧЕТ И ПОДБОР ТАКЕЛАЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ ...................................................................................... 14  Требования завода-изготовителя по транспортировке оборудования ................................................................................... 14  Расчет силы при перемещении и подъеме оборудования ........... 14  Подбор такелажного оборудования и оснастки ........................... 26  Строповка оборудования ................................................................ 41  РАСЧЕТ И ПОДГОТОВКА ФУНДАМЕНТОВ ПОД ОБОРУДОВАНИЕ МОНТАЖ ТОРГОВО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ .................................... 50  Установка торгового оборудования .............................................. 50  Подключение оборудования к электросети .................................. 52  Монтаж трубопроводов .................................................................. 57  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ТОРГОВОГО ЗАЛА ................ 64  Выбор светильников ....................................................................... 69  Выбор места расположения светильников .................................... 74  Методы светотехнического расчета электрического освещения ......................................................................................... 77  Расчет освещения торгового предприятия .................................... 87  Расчет системы энергообеспечения торгового предприятия ...... 90  Построение расчетной схемы ....................................................... 100  ОБСЛУЖИВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ..... 105  Технический уход за оборудованием .......................................... 105  Выбор смазочных материалов ...................................................... 106  Конструктивные мероприятия по улучшению  эксплуатационных характеристик ............................................... 110  4 РЕМОНТ ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ............................................................................. 125  Расчет количества ремонтов и простоя оборудования .............. 127  Ремонт узла торгово-технологического оборудования ............. 133  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ......................... 141  ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Технические характеристики смазочных материалов .......................................................................................... 143  ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Обязательная графическая часть курсового проекта ................................................................................................. 152  ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Комплект документов на технологический процесс ремонта вала приводного .................................................... 156  5 ЗАДАНИЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ В курсовом проекте студент в качестве основы использует план торгового предприятия, например, представленный на рис. 1, а так- же численные данные из табл. 1–5. Торговое предприятие состоит из: торгового зала (1), комнаты персонала (2), технологического за- ла (3), моечной (4), туалета (5) и умывальника (6). Рис. 1. План торгового предприятия 6 Таблица 1 Исходные данные для торгового помещения № варианта а, м б, м в, м г, м д, м е, м ж, м H, м 1 9,6 9,1 2,6 2,3 2,1 1,2 1,3 3,2 2 9,8 8,9 2,3 2,4 2,3 1,4 1,2 3,6 3 9,4 9,3 2,4 2,2 2,4 1,3 1,1 3,4 4 10,0 9,5 2,7 2,15 2,2 1,6 1,2 2,8 5 9,2 8,8 2,8 2,1 2,15 1,5 1,3 2,9 6 10,4 9,2 2,9 2,3 2,1 1,3 1,2 3,6 7 9,6 9,6 3,0 2,4 2,1 1,2 1,1 3,8 8 9,1 9,8 2,6 2,2 2,3 1,4 1,2 4,0 9 8,9 9,1 2,3 2,15 2,4 1,3 1,3 3,2 10 9,3 8,9 2,4 2,1 2,2 1,6 1,2 3,6 11 9,5 9,3 2,7 2,3 2,15 1,5 1,1 3,4 12 8,8 9,5 2,8 2,4 2,1 1,3 1,2 2,8 13 9,2 8,8 2,9 2,2 2,1 1,2 1,3 2,9 14 9,6 9,2 3,0 2,15 2,3 1,4 1,2 3,6 15 9,8 9,6 2,6 2,1 2,4 1,3 1,1 3,8 16 9,4 9,8 2,3 2,3 2,2 1,6 1,2 4,0 17 10,0 9,1 2,4 2,4 2,15 1,5 1,3 3,2 18 9,2 8,9 2,7 2,2 2,1 1,3 1,2 3,6 19 9,6 9,3 2,8 2,15 2,1 1,2 1,1 3,4 20 9,8 9,5 2,9 2,1 2,3 1,4 1,2 2,8 Таблица 2 Исходные данные для расчета силы при перемещении и подъеме оборудования № варианта Расстояние для втягивания груза, м Высота подъема оборудования, м Радиус стальных труб r, мм Размеры треугольника, м l h 1 2 3 4 5 6 1 1,1 4,6 59 4 1,2 2 1,2 2,3 64 5 1,6 3 1,3 2,4 78 6 1,8 4 1,2 2,7 56 7 1,4 5 1,1 3,8 84 8 1,9 6 1,2 2,9 40 4 1,9 7 1,1 5,6 36 4 2,0 7 Окончание табл. 2 1 2 3 4 5 6 8 1,2 2,3 45 5 2,2 9 1,3 6,4 24 6 1,6 10 1,2 2,7 16 7 1,3 11 1,1 2,8 18 8 1,8 12 1,2 4,9 34 4 2,1 13 1,1 2,6 24 4 1,1 14 1,2 3,3 54 5 1,3 15 1,3 2,4 52 6 1,9 16 1,2 5,7 64 7 1,4 17 1,1 2,8 33 8 3,0 18 1,2 2,9 28 4 4,0 19 1,1 5,6 56 4 2,0 20 1,2 2,3 55 5 3,0 Таблица 3 Исходные данные для расчета мачты и полиспастов № вари- анта Масса оснаст- ки q, кг Длина стрелы l, м Угол стре- лы α Плечо стре- лы а, м Число ниток грузово- го поли- спаста n Коэффици- ент умень- шения до- пускаемого напряже- ния φ Высота блоков поли- спаста, м h1 h2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 234 5 30 0,2 2 0,85 1,4 1,8 2 245 6 35 0,4 3 0,92 1,9 2,1 3 234 7 80 0,2 1 0,86 1,9 1,1 4 289 5 60 0,5 4 0,98 2,0 1,3 5 300 8 42 0,1 1 0,88 2,2 1,9 6 356 4 53 0,2 2 0,85 1,4 1,4 7 654 3 30 0,3 2 0,92 1,9 3,0 8 346 4 65 0,2 3 0,86 1,9 1,8 9 568 2 73 0,2 1 0,98 2,0 2,1 10 233 6 34 0,4 4 0,88 2,2 1,1 11 235 8 45 0,2 1 0,85 1,4 1,3 12 544 4 58 0,5 2 0,92 1,9 1,9 13 346 4 66 0,1 2 0,86 1,9 1,4 14 325 5 57 0,2 3 0,98 2,0 3,0 8 Окончание табл. 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 15 233 5 72 0,5 1 0,88 2,2 1,8 16 676 6 63 0,1 4 0,85 1,4 2,1 17 566 3 36 0,2 1 0,92 1,9 1,1 18 678 8 45 0,3 2 0,86 1,9 1,3 19 656 6 33 0,2 2 0,98 2,0 1,9 20 544 5 54 0,4 3 0,88 2,2 1,4 Таблица 4 Исходные данные для расчета трубопровода № варианта tB, °С tT, °С l, м ω, м/с Часовой расход Vч Py, Н/см2 E, Н/мм2 1 23 75 82 1,1 16 2 2,0·105 2 28 82 94 1,4 17 4 2,1·105 3 19 94 56 2,1 24 6 2,0·105 4 16 56 48 2,2 81 5 2,1·105 5 18 48 94 1,3 74 3 2,0·105 6 24 94 49 1,5 64 4 2,1·105 7 26 49 45 1,8 54 5 2,0·105 8 25 45 54 2,0 44 5 2,1·105 9 17 54 82 1,7 48 4 2,0·105 10 14 82 94 2,5 65 6 2,1·105 11 29 94 56 2,6 38 2 2,0·105 12 16 56 48 1,3 49 4 2,1·105 13 18 48 94 1,5 29 6 2,0·105 14 24 94 49 1,8 16 5 2,1·105 15 26 49 45 2,0 18 3 2,0·105 16 25 45 54 1,7 24 4 2,1·105 17 17 54 82 2,5 26 5 2,0·105 18 14 82 94 2,6 25 5 2,1·105 19 29 94 56 1,3 29 4 2,0·105 20 16 56 48 1,5 16 6 2,1·105 9 Таблица 5 Данные к расчету энергообеспечения торгового предприятия № варианта МПР, кВт·м РР, кВт cosφ Длина питающей линии n1 n2 1 6300 28,5 0,5 184 100 2 6340 27,5 0,5 178 90 3 6250 28,4 0,6 168 88 4 6400 29,1 0,6 186 92 5 6360 27 0,6 179 96 6 6200 28 0,5 182 105 7 6100 28 0,5 184 110 8 6120 28,5 0,5 178 112 9 6210 27,5 0,5 168 141 10 6310 28,4 0,5 186 120 11 6270 29,1 0,5 179 100 12 6350 27 0,6 182 90 13 6280 28 0,6 184 88 14 6540 28,3 0,5 178 92 15 6400 28,2 0,5 168 96 16 6300 28,5 0,5 184 100 17 6340 27,5 0,5 178 90 18 6250 28,4 0,6 168 88 19 6400 29,1 0,6 186 92 20 6360 27 0,5 179 96   10 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В данном разделе приводится анализ технических характери- стик, функциональные возможности, оснащение и особенности ра- боты торгово-технологического оборудования. Пример. Пароконвектомат – это вид оборудования, позволяющий про- водить до 70 процентов операций по выработке пищи. Его работа основана на сочетании циркуляции воздуха (конвекции) с паром. Первым этапом в работе пароконвектоматов является предварительный нагрев. Исключение стадии предварительного нагрева может стать причиной того, что продук- ты будут с подсушенными краями, а цикл технологической обработки уд- линится. Чтобы использовать достоинства пароконвектоматов наилучшим образом, предварительный нагрев должен стать обязательной практикой в повседневной работе с ним. Особенно это важно в начале рабочего дня, когда печь холодная. В случае максимальной загрузки печи или когда про- дукт загружается в печь в охлажденном или замороженном состоянии, необходимо перед началом приготовления печь нагревать в течение 10 минут при температуре на 30–40 °C выше рабочей (исключая режимы обработки паром и расслойки дрожжевых изделий из теста). После предварительного нагрева печь готова к загрузке продуктов. Продукты помещают в контейнеры так, чтобы воздух мог свободно цир- кулировать вокруг них. Рекомендуется всегда начинать размещать контей- неры на стеллаже от центра и затем поочередно наверх и вниз. Общим правилом в этой операции является равномерность расположения контей- неров, противней и т.п. на стеллаже. При слишком плотной загрузке про- дуктов время обработки удлиняется, а соприкасающиеся поверхности не покрываются поджаристой корочкой. При загрузке печи дверь должна от- крываться на как можно более короткое время во избежание понижения температуры рабочей камеры печи. Технические характеристики Rational SelfCooking Center 201 приведе- ны в табл. 6–7. Таблица 6 Электрическая версия пароконвектомата Rational SelfCooking Center 201 Вместимость 20 × 1/1 GN Kоличество порций в день 150–300 Продольная загрузка для GN 1/1, 1/2, 2/3, 1/3, 2/8 Ширина × Длина × Высота, мм 879×791×1782 Подключение воды R3/4 Отвод воды DN 50 11 Окончание табл. 6 Напор воды 150–600 кПа или 0,15–0,6 МПа Масса электрической модели 258 кг Общая потребляемая мощность 37 кВт Защита предохранителями 3×63 A Подключение к сети 3 NAC 400 В Мощность «Сухой жар» 36 кВт Мощность «Влажный жар» 36 кВт Таблица 7 Газовая версия пароконвектомата Rational SelfCooking Center 201 Масса газовой модели 286 кг Высота газовой модели с предохранительным устройством контроля за потоком газа 2021 Общая потребляемая мощность, электричество 0,7 кВт Защита предохранителями 1×15 A Подключение к сети 1 NAC 230 В Подача / подключение газа R3/4 Природный газ / сжиженный газ LPG Максимальная номинальная тепловая нагрузка 43 кВт/46 кВт Мощность «Сухой жар» 43 кВт/46 кВт Мощность «Влажный жар» 32 кВт/33,5 кВт Описание Rational SelfCooking Center 201. Пароконвектомат данной модели имеет 9 режимов автоматического приготовления: жаркое большой массы; мелкокусковые изделия; блюда из птицы; блюда из рыбы; гарниры и овощи; блюда из картофеля; блюда из яиц и десерты; выпечка; регенерация finishing®. Помимо автомати- ческого приготовления аппарат имеет ручные режимы пароконвек- томата: влажный жар, 30–130 °C; сухой жар, 30–300 °C; комбини- рованный режим, 30–300 °C. Дополнительные функции: измерение температуры внутри продук- та в 6 точках; ClimaPlus Control® – измерение и регулировка влажно- сти; подача пара при 30–260 °C в режиме сухого жара или комбиниро- ванном режиме; 5 скоростей вентилятора; Cool Down – быстрое охла- ждение рабочей камеры; режим понижения мощности для электрических моделей (1/2 энергии); память данных и вывод через USB-интерфейс; память аппарата на 350 программ, содержащих до 12 шагов; система CalcDiagnose System® CDS контролирует степень за- грязнения парогенератора; сервисная диагностическая система (SDS) с 12 автоматической индикацией сервисных сообщений; система автомати- ческой очистки рабочей камеры CleanJet®; система автоматической мойки CareControl® (в аппаратах, выпущенных после октября 2008 года); LevelControl – поуровневый временной контроль готовно- сти блюда для каждого противня в отдельности; метод деликатного приготовления «Дельта-Т»; установки единицы измерения температу- ры, акустического сигнала и контрастности дисплея; программа уда- ления накипи в парогенераторе, управляемая с помощью меню. Оснащение Rational SelfCooking Center 201 (рис. 2). Парокон- вектомат данной модели имеет сенсорный экран с понятными сим- волами для максимальной простоты обслуживания. В конструкции предусмотрен температурный зонд, позволяющий производить из- мерение в 6 точках, а также вспомогательное позиционирующее устройство для температурного зонда. Кроме прочего пароконвек- томат имеет: генератор пара; индикацию фактических и заданных значений и предупреждений о неисправностях, например, о нехват- ке воды; предохранительный ограничитель температуры для паро- генератора и нагревателя воздуха; встроенный ручной душ с воз- вратным механизмом, встроенное устройство перекрывания воды с плавной регулировкой струи; систему подачи воздуха; встроенный тормоз крыльчатки вентилятора. Также в конструкции предусмотрена: сепарация жира методом центрифугирования, без дополнительного жирового фильтра; двой- ная стеклянная дверца с воздушной прослойкой и открываемым внутренним стеклом; дверная ручка с функцией захлопывания и открывания вправо/влево; фиксированные положения двери, 120°/180°; всесторонняя теплоизоляция. Материал аппарата внутри и снаружи сталь DIN 1.4301. Гигие- ничная рабочая камера без стыков, со скругленными углами; дно рабочей камеры в форме ванны для обеспечения безопасности при скоплении жидкости. Аппарат также имеет: галогеновую подсветка рабочей камеры; направляющие U-образной формы с вырезами для упрощения за- грузки; съемные поворотные навесные рамы (настольные модели), с дополнительной направляющей для поддона для сбора жира. Анализ торгово-технологического оборудования заканчивается вы- полнение габаритного чертежа торгового оборудования в соответствии с ГОСТ 2.109–73. Пример чертежа приведен в приложении. 13 Рис. 2. Оснащение Rational SelfCooking Center 201: 1 – номер аппарата (виден только при открытой дверце); 2 – предохранительное устройство контроля за потоком газа; 3 – подсветка рабочей камеры; 4 – двойная стеклянная дверца пароконвектомата; 5 – дверная ручка; 7 – встроенный саморазгружающийся дверной водосборник (внутри); 8 – водосборник пароконвектомата с прямым подключением к системе слива; 9 – ножки пароконвектомата; 10 – фирменная табличка (с указанием всех важных данных); 11 – экран управления; 12 – обшивка электроблока; 13 – центральный регулятор; 14 – ручной душ; 15 – направляющие; 16 – воздушный фильтр 14 РАСЧЕТ И ПОДБОР ТАКЕЛАЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ В соответствии с массогабаритными характеристиками торгового оборудования и данными таблиц исходных данных к проекту студен- том в курсовом проекте рассчитываются: силы при перемещении и подъеме оборудования (табл. 2); силы по подъему и спуску оборудо- вания (табл. 2); мачты и полиспасты (табл. 3); определяется вид стро- повки и рассчитываются стропы и чалочные канаты. На основании полученных данных подбираются стальные канаты. Подбираются и производится расчет лебедок и якорей. Также производится подбор приспособлений по перемещению торгового оборудования. Требования завода-изготовителя по транспортировке оборудования В данном разделе производится анализ требований по транспор- тировке торгового оборудования заводом-изготовителем. Для полу- чения исходной информации студент использует руководство по установке и подключению входящее в комплект поставки торгового оборудования. Пример. Транспортировка аппарата Rational SelfCooking Center 201 осуществляется на поддоне (рис. 3). Перед транспортировкой необходимо удалить из рабочей камеры все емкости и рамы с направляющими. На ста- ционарном оборудовании необходимо удалить крепежные уголки поддона. При перемещении необходимо учитывать ширину дверных проемов. Расчет силы при перемещении и подъеме оборудования Перемещение оборудования по горизонтали и наклонной плоскости. Величины тяговых сил Р определяют путем расчета, при этом пользуются формулами (1)–(5). Для горизонтального перемещения без катков fQP 2,1 . (1) 15 Рис. 3. Транспортировка аппарата Rational SelfCooking Center 201 Для горизонтального перемещения на катках r KKQP 2 2,1 ///  . (2) Для перемещения по наклонной плоскости вверх без катков   sincos2,1 ffQP или     c h c lffQP 2,1 . (3) Для перемещения по наклонной плоскости вверх на катках (на- пример, с помощью ручной низкоподъемной тележки)      sincos 2 2,1 /// r KKQP или (4)      c h c l r KKQP 2 2,1 /// . 16 Для спуска по наклонной плоскости на катках      sincos 2 2,1 /// r KKQP , (5) где Q – вес груза, Н (кг); f – динамический коэффициент трения скольжения; K/ – динамический коэффициент трения качения между катком и салазками; K// – динамический коэффициент трения качения между катком и опорной поверхностью; 2r – диаметр катков, см; α – угол, образуемый наклонной плоскостью и горизонталью, град.; h, l, c – длины сторон треугольника, образуемого наклонной плоскостью (рис. 4). Рис. 4. Схема к расчету тяговой силы при подъеме груза по наклонной плоскости Для выведения груза из состояния покоя необходимо приложить усилие на 20–25 % больше того, которое требуется перемещения груза (множитель 1,2). Значения коэффициентов динамического трения постоянны: они уменьшаются с повышением скорости движения и возрастают с увеличением шероховатости поверхностей. При высоких удельных нагрузках, вызывающих пластическую деформацию материалов контактных поверхностей, коэффициенты трения резко возрастают. 17 Значения коэффициентов трения скольжения и качения для расчета тяговой силы приведены ниже. Трения скольжения f Трения качения K Дерево по дереву 0,3–0,5 Стальной каток по стали 0,07 Дерево по металлу 0,2–0,5 Стальной каток по дереву 0,1–0,12 Дерево по грунту 0,55 Стальной каток по грунту 0,15 Стальные полозья по грунту 0,42 Подъем и спуск грузов. Подъем грузов лебедками на перекры- тия и кровлю многоэтажных зданий осуществляется обычно по схеме, приведенной на рис. 5. Верхний отводной блок крепят к мач- те (если необходимо поднять груз па кровлю здания) или к кон- сольной балке. Вместо лебедки могут быть использованы другие механизмы, например полиспаст. Рис. 5. Схема к расчету тяговой силы при подъеме груза с оттяжкой: 1 – лебедка; 2 – анкеры; 3 – отводной блок; 4 – мачта; 5 – груз; 6 – оттяжка Тяговая сила в вертикальной ветви каната с подвешенным гру- зом равно весу этого груза. Если при подъеме используют оттяжки, например для втаскивания груза в оконные или дверные проемы, то тяговая сила P1 в рабочем канате при горизонтальном положении оттяжек 18  cos1 QP или h lhQP 22 1  , (6) а сила Р2 в горизонтальной оттяжке  tg2 QP или h QlP 2 . (7) Тяговая сила Р в ветви каната, наматываемой на барабан лебед- ки, без учета жесткости каната можно выразить формулой (8). 21 1  PP , (8) где Q – вес груза, Н; 21 – КПД отводных блоков. При определении силы в канате принимают КПД блока с под- шипниками качения 0,985, а с подшипниками скольжения – 0,955. Для монтажных полиспастов предпочтительнее ролики с подшип- никами качения, так как они имеют стабильный и более высокий КПД, удобнее и надежнее в эксплуатации. Расчет стрелы. Стрелы устанавливаются на строительных кон- струкциях здания и применяются в качестве основного грузоподъ- емного механизма для монтажа оборудования при отсутствии гру- зоподъемных кранов. Вертикальные и горизонтальные нагрузки от стрел передаются на основные узлы здания. Стрелы изготавливают- ся из бесшовных труб. Стрелы находят широкое применение при небольших объемах работ, связанных с реконструкцией, техническим перевооружением и капитальным ремонтом оборудования, на монтажных предпри- ятиях для подъема оборудования и конструкций используют пере- носные монтажные стрелы. Стрелу можно поворачивать вручную в горизонтальной плоскости на угол до 180°, в вертикальной плоско- сти – в пределах угла наклона стрелы к горизонту 30–80°. Сила на завязку верхнего блока грузового полиспаста (рис. 6) без учета натяжения сбегающего каната, Н 19 P = (Q + q)k, (9) где Q – масса поднимаемого груза, кг; q – масса оснастки, кг; k – коэффициент динамичности, равный 1,1. Рис. 6. Схема расчета стрелы Сила на полиспаст наклона стрелы, Н      sinsin sincoscos 2 1 al n aalPG T , (10) где G – масса стрелы, кг; l – длина стрелы, м; α – угол наклона стрелы к горизонту; а – плечо от точки крепления полиспаста до оси стрелы, м; n – число ниток грузового полиспаста; 20 η – КПД грузового полиспаста, определяется по табличным данным (от 0,96 до 0,87);  . (11) Угол γ определяется по формуле (12):   sincos cossintg al alh . (12) Полная сила вдоль оси стрелы, Н, определяется по формуле (13):  n PTPS cossin . (13) Изгибающий момент, действующий на среднее сечение стрелы, Н·см, . 2 1sincossin 2 1cos 8 1cos  TTaPPGan PM (14) Суммарное напряжение в среднем сечении стрелы 1600sin   w M F G F S , МПа, (15) где F – площадь поперечного сечения трубы, см2; w – момент сопротивления трубы, см3; φ – коэффициент уменьшения допускаемого напряжения, опре- деляемый по табличным данным [11].  43 1 32 cdw  , R rc  , (16) где d – диаметр трубы, см; 21 r – внутренний радиус трубы, см; R – внешний радиус трубы, см. Наибольшая допустимая гибкость λ= 180. Проверка напряжения в стреле должна производиться для обоих крайних ее положений, т.е. при α = 30° и α = 80°. При промежуточ- ных положениях напряжения в стреле имеют меньшую величину. Расчет полиспастов. Полиспаст представляет собой пару мно- гороликовых блоков, соединенных канатом. Канат последовательно огибает ролики обоих блоков. Один конец каната прикрепляется к одному из блоков полиспаста, а другой крепится на тяговом устрой- стве (лебедка). Неподвижный блок полиспаста укрепляется на ка- кой-либо опоре (якоре, оголовке мачты или кране). К подвижному блоку крепится перемещаемый или поднимаемый груз. Один конец каната, называемый глухим, крепится к проушине верхнего или нижнего блока, а другой конец, называемый сбегающим, крепится к барабану лебедки. Ветви каната, соединяющие блоки, называются рабочими нитками (ветвями) полиспаста. Полиспасты используют- ся для получения выигрыша в силе подъема за счет уменьшения скорости подъема (рис. 7). Длина полиспаста в стянутом состоянии Н определяется по фор- муле (17): H = hl + h2 + A, (17) где h1 – строительная высота верхнего блока, м; h2 – строительная высота нижнего блока, м; А – минимальное расстояние между верхним и нижним блока- ми, принимаемое для полиспастов грузоподъемностью до 3 т – 0,5 м; 10 т – 0,7 м; 25 т – 0,8 м; 50 т – 1 м. Сила, действующая на канат, S, Н, от 1000 до 5000, а угол α меж- ду канатами – от 0 до 90°. Длину каната для оснастки полиспаста L можно определить по формуле (18): L = n(h + 3d) + l + 20, (18) где n – число ниток полиспаста; h – максимальная высота груза, м; d – диаметр ролика блока, м; 22 l – расстояние от точки подвешивания неподвижного блока до лебедки (при наличии отводных блоков по ломаной линии), м; 20 – запас длины каната, м. Рис. 7. Схема полиспаста Высота подвески верхнего блока полиспаста над землей – от 5 до 35 м; длина каната L, м: при одной нитке каната – от 40 до 100, при двух нитках каната – от 46 до 136, при трех нитках – от 52 до 172, при четырех нитках – от 57 до 207, при пяти нитках – от 62 до 242, при шести нитках – от 68 до 278. Сила в обегающем конце каната с учетом отводных блоков, Н, определяется по формуле (19): 1блnn QS  , (19) где Q – масса поднимаемого груза, кг; η – КПД полиспаста; ηбл – КПД отводного блока, принимаемый равным 0,96; n – число ниток полиспаста; n1 – число отводных блоков. КПД полиспаста при одной нити равен 0,96 и S = 1,04Q; при двух нитях 0,94 и S = 0,53Q; при трех нитях 0,94 и S = 0,36Q; при 23 четырех нитях 0,90 и S = 0,82Q; при пяти нитях 0,88 и S = 0,23Q; при шести нитях 0.87 и S = 0,19Q. Рис. 8. Расчетная схема силы на полиспаст и оттяжки При необходимости оттягивания груза во время подъема силы, Н, в оттяжке: – при горизонтальном направлении (рис. 8, а) tgαQS  , (20) где S – сила на оттяжку, Н; Q – масса груза, кг; – при наклонном направлении оттяжки (рис. 8, б) )sin( sin   QS . (21) Направление оттяжки по рис. 8, в нежелательно, так как при этом возникает дополнительная нагрузка на полиспаст. При подъеме груза за один строп двумя полиспастами, располо- женными под углом друг к другу (рис. 8, г), силы определяются по формулам (22)–(23). )sin( sin 1   QP , (22) 24 )sin( sin 2   QP , (23) где P1 и Р2 – силы на полиспасты, Н. Подъем громоздких грузов можно производить двумя полиспа- стами за несколько стропов. Силы на полиспасты определяются в каждом отдельном случае по расчету в зависимости от углов накло- на полиспастов и расположения стропов по отношению к центру тяжести груза. Расчет строп и чалочных канатов. Стропами называют отрезки канатов, на концах которых заделаны петли (рис. 9). Их применяют для связывания и подвешивания грузов к крюкам подъемных меха- низмов. Отрезки канатов того же назначения без петель, но с заде- ланными от расплетания концами называют чалочными канатами. Рис. 9. Стропы: а – одинарный с заделанными концами; б – одинарный с петлями; в – кольцевой; г – заделка конца каната стальной проволокой; д – заделка петли При подвеске груза стропы и чалочные канаты испытывают рас- тягивающие силы и, кроме того, в местах перегиба – изгибающие силы. Определять последние для каждого отдельного случая весьма затруднительно, поэтому расчет стропов и чалочных канатов ведет- ся только на растяжение, а изгибающие силы учитываются повы- шенным коэффициентом запаса прочности, равным 8. 25 Если ветви стропа расположены под некоторым углом α к верти- кали (рис. 10), то суммарная растягивающая сила в них будет пре- вышать вес груза. Из силового треугольника со сторонами а, b и с  cos ac , (24) следовательно, растягивающая сила в каждой ветви стропы будет рассчитана по формуле (25): n QKm n QKP  cos 1 , (25) где Q – вес груза, Н (кг); n – число ветвей стропа; K – коэффициент неравномерности загрузки ветвей. При числе ветвей стропов до двух включительно K = 1, при большем количе- стве ветвей K = 1,30. Рис. 10. Схема к расчету нагрузки на ветви стропа 26 Значения коэффициента  cos 1m следующие: α 0º 30º 45º 60º m 1,0 1,15 1,42 2,0 Выразив cosα через отношения сторон треугольника, получим n Q a baKP  22 . (26) Петли на концах стропов заплетаются или закрепляются с по- мощью зажимов. В петли вставляют коуши, предохраняющие канат от перетирания. На каждом стропе и чалочном канате укрепляется бирка с указа- нием их инвентарного номера, грузоподъемности и срока следую- щего испытания. Испытания производятся двойной нагрузкой не реже одного раза в 6 месяцев. Осмотр стропов и чалочных канатов с целью выявления дефектов осуществляется каждые 10 дней. Подбор такелажного оборудования и оснастки Подбор стальных канатов. Главной особенностью стальных ка- натов является способность воспринимать высокие продольные на- тяжения и изгибаться с радиусом (3–5)dК (dК – диаметр каната) без существенных нарушений формы и несущей способности. Эксплуатационные качества стальных канатов (табл. 8) характе- ризуются разрывной силой, гибкостью, износоустойчивостью, спо- собностью сопротивляться раскручиванию под нагрузкой и корро- зионной стойкостью. Разрывная сила каната складывается из произ- ведения суммы разрывных сил составляющих его проволочек на коэффициент k = 0,82, учитывающий неравномерность распределе- ния сил между проволочками и особенностью их нагружения в спи- ральной конструкции каната. Стальные канаты изготовляют из тонких стальных проволочек, которые предварительно свивают в пряди. Проволоки в прядях мо- гут быть одинакового или различных диаметров (рис. 11). Канат из 27 проволоки разного диаметра называется компаундом. Определенная система расположения толстых и тонких проволок дает возмож- ность наиболее целесообразно использовать объем каната. При одинаковом наружном диаметре прочность канатов компаунд при- мерно на 8 % выше прочности обычных канатов. Рис. 11. Сечение каната из проволок одинакового и разного диаметра Для такелажных работ применяются преимущественно канаты двойной свивки, называемые тросами. Двойная свивка может быть крестовой (проволоки в пряди свиты в одну сторону, а пряди в ка- наты – в другую) или односторонней (проволока в пряди и пряди в канате свиты в одну сторону). Таблица 8 Техническая характеристика стальных канатов (ГОСТ 3071–74) Диаметр Площадь сечения всех прово- лок, мм2 Расчетная масса 100 погонных метров, смазан- ного каната, кг Расчетный предел прочности проволоки при растяжении, кг/мм2 Ка- ната, мм Про- воло- ки, мм 130 140 150 160 Сум всех прово- лок в канате Ка- ната в целом Сум всех прово- лок в канате Ка- ната в целом Сум всех про- волок в кана- те Ка- ната в целом Сум всех про- волок в кана- те Ка- ната в целом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 × 19 = 114 проволок 5,3 0,34 10,35 9,81 – – 1440 1220 1550 1310 1650 1400 5,7 0,37 12,31 11,66 – – 1720 1460 1840 1560 1970 1670 6,2 0,4 14,36 13,60 – – 2010 1700 2150 1820 2290 1940 7,7 0,5 22,34 21,17 2900 2460 3120 2650 3350 2840 3570 3030 9,3 0,6 32,26 30,57 4190 3560 4510 3830 4830 4100 5160 4380 11,0 0,7 43,89 41,50 5700 4840 6140 5210 6680 5690 7020 5960 12,5 0,8 57,34 54,33 7450 6330 8020 6810 8600 7310 9170 7790 14,0 0,9 72,50 68,70 9420 8000 10150 8620 10850 9220 11600 9850 15,5 1,0 89,49 84,8 11600 9860 12500 10600 13400 11350 14300 12150 28 Окончание табл. 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17,0 1,1 108,3 102,6 14050 11900 15150 12850 16200 13750 17300 14700 18,5 1,2 128,32 122,0 16700 14150 18000 15300 19300 16400 20600 17500 20,0 1,3 151,28 143,3 19650 16700 21150 17950 22650 19350 24200 20550 22,0 1,4 175,56 266,30 22800 19350 24550 20850 26300 22350 28050 23800 23,5 1,5 200,64 190,10 26050 22100 28050 23800 30050 25500 32100 27250 25,0 1,6 229,14 217,10 29750 25250 32050 27300 34350 29150 36650 31150 6 × 37= 222 проволоки 8,7 0,4 27,97 26,27 – – 3910 3200 4190 3430 4470 3660 11,0 0,5 43,51 40,86 5650 4630 6090 4990 6520 5340 6960 5700 13,0 0,6 62,83 59,0 8160 6690 8790 7200 9420 7720 10650 8240 15,5 0,7 85,47 80,27 1110 9100 11950 9790 12800 10450 13650 11150 17,5 0,8 111,67 104,8 14500 11890 15600 12750 16750 13700 17850 14600 19,5 0,9 141,19 132,6 18350 15000 19750 16150 21150 17300 22550 18450 22,0 1,0 175,26 164,6 22750 18600 24500 20050 26250 21500 28000 22950 24,0 1,1 211,98 199,1 27550 22500 29650 24300 31750 36000 33900 27750 26,0 1,2 253,04 237,7 32850 26900 35400 29000 37950 21100 40450 33150 6 × 61= 366 проволок 11,5 0,4 45,9 43,15 – – 6420 5070 6880 5430 7340 5790 14,0 0,5 71,74 67,44 9320 7360 10000 7970 10750 8490 11450 9040 17,0 0,6 103,58 97,3 13450 10600 14500 11450 15500 12200 16550 13050 19,5 0,7 140,91 132,4 18300 14450 19700 15550 21100 16650 22500 17750 22,5 0,8 184,1 173,1 23900 18850 25570 20300 27600 21800 29450 23250 25,0 0,9 232,77 218,8 30250 23850 32550 25700 34900 27550 37200 29350 28,0 1,0 288,3 271,0 37450 29550 40350 31850 43200 34100 46100 36400 31,0 1,1 348,78 327,8 45300 35750 48800 38550 52300 41300 55800 44050 33,5 1,2 414,76 389,8 53900 42550 58550 45850 62200 49100 66360 52400 Канаты односторонней свивки более гибкие, чем крестовой, но обладают способностью к самораскручиванию под действием под- вешенного груза. У канатов крестовой свивки проволоки подверже- ны более сильному трению, что приводит к быстрому их износу. Наибольшее распространение получили стальные канаты из пря- дей, свитых вокруг органического (обычно пенькового) сердечника, пропитанного канатной мазью. В состав канатных мазей входит ма- зут, битумы и консистентные смазки; компоненты подбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивость смазки при раз- личных температурах. Гибкость каната зависит от диаметра проволок, из которых он изготовлен. Для такелажных работ используются преимущественно канаты из шести прядей с количеством проволок в каждой из них 19, 37 и 64 или 61. Чем чаще в процессе эксплуатации канат подвер- гается изгибам, тем большее число проволок он должен содержать. Так, для крепления грузов к крюкам применяют стальные канаты из шести прядей, свитых из 61 проволоки; для подъемных механизмов 29 и приспособлений используют канаты из шести прядей по 37 про- волок в каждой; дли растяжек мачт, практически не подвергающих- ся изгибам во время работы, используют жесткие канаты из шести прядей по 19 проволок. Подбор стальных канатов производится по разрывной силе (см. табл. 8). KPP раз , (27) где Рраз – разрывная сила каната в целом, определяемое по таблицам или гарантированное заводским паспортом, Н (кг); Р –наибольшее допускаемая сила в канате, Н (кг); K – коэффициент запаса прочности. Коэффициент запаса проч- ности установлен: для механизмов с ручным приводом 4,5; для механизмов с машинным приводом 5,0; для чалочных канатов и стропов (обвязка грузов) 8,0; для растяжек и вант 3,5. а б Рис. 12. Схема расчета устойчивости лебедок с противовесом (а) и якорным креплением (б) Расчет лебедок на устойчивость. Лебедка (рис. 12) должна быть проверена расчетным путем на устойчивость, которую ей при- дает противовес (балласт), установленный на раме или якорь (ин- вентарный или заглубленный). Необходимую массу балласта или несущую способность якоря определяют из условий равновесия с 30 учетом коэффициента устойчивости против опрокидывания k1 = 1,2–1,3 и коэффициента смешения k2 = 1,5–2,2. Для предотвращения опрокидывания лебедки вокруг переднего края рамы необходимо, чтобы ScGaNb  . (28) Откуда   b ScGaN  . (29) С учетом надежности   ,1 b ScGakN  (30) где N – вес противовеса или вертикальная составляющая силы на якорь; G – вес лебедки, сосредоточенный в центре тяжести; S – тяговая сила троса; а, b, с – расстояния от ребра опрокидывания до точки приложе- ния соответствующих сил. Устойчивость против смещения будет обеспечена при следую- щих условиях: – для случая противовеса:      G f SkN 2 ; (31) – для случая якорного закрепления: .2      f PGfSkN (32) Так как Р = Nctgα, то   , ctg2 2   kf GfSkN (33) 31 где f – коэффициент трения рамы лебедки по основанию. По величине наибольшей вертикальной составляющей N и при известном угле α нетрудно рассчитать размеры и расположение якоря при выбранной его конструкции. Расчет якорей. Якоря применяются для крепления расчалок (вант), лебедок полиспастов при невозможности использования для этих целей строительных конструкций. Они бывают нескольких видов: деревянные свайные, бревенчатые с заложением в грунт, на- земные инвентарные якоря (рис. 13). Рис. 13. Схема сил, действующих на наземный якорь Наземные инвентарные якоря выполнены в виде решетчатых ме- таллических конструкций, заполненных аттестованными железобе- тонными блоками размером 0,9×0,9×4 м и массой около 7,5 т. Методика расчета наземных бетонных якорей сводится к сле- дующему; масса груза, необходимого для загрузки рамы наземного якоря в зависимости от силы, прикладываемого к якорю, и направ- ления силы определяется по формуле (34):      sincos S f SkQ , (34) где Q–масса якоря, кг; S – сила, прикладываемая к якорю, Н; α – угол наклона тяги якоря к горизонту; 32 k – коэффициент запаса, принимаемый равным 1,5; f – коэффициент трения бетона о грунт, равный 0,45–0,7. Проверку якоря на опрокидывание производят по формуле (35): ,1SlkQa  (35) где а – расстояние от цента тяжести до точки опрокидывания, см; k1 – коэффициент устойчивости, равный 1,4. Для вертикальных сил, действующих на заглубленный якорь, должно соблюдаться условие (рис. 14) Q + T ≥ kN2, (36) при этом масса грунта, сопротивляющаяся вырыванию якоря, опре- деляется по формуле (37): , 2 1  HlbbQ (37) где р – плотность утрамбованного грунта, т/м3 (для расчетов может приниматься равной 1,6 т/м3); b – принимается из расчета угла откоса задней стенки котлована не более 30°. Рис. 14. Схема сил, действующих на заглубленный якорь 33 Сила трения бревна о стенку котлована при вырывании, Н, ,1fNT  (38) где f – коэффициент трения дерева по грунту, принимаемый равным 0,5; k ≥ 3 – коэффициент запаса для вертикальных сил; l – длина бревна, м: H – глубина заложения якоря, м. Горизонтальная и вертикальная составляющие в тяге якоря S, Н, ;sin2  SN  cos1 SN . (39) Для горизонтальных сил должно быть соблюдено условие (40).  ndlN1 , (40) где n – количество бревен, соприкасающихся со стенкой котлована, шт.; d – диаметр бревна, см; η = 0,25 – коэффициент уменьшения допускаемого давления на грунт вследствие неравномерного смятия; σ – допускаемое давление на грунт, мПа. Места установки и конструкции якорей для лебедок, мачтовых вант (расчалок) и отводных блоков предусматриваются проектом организации работ. Наиболее удобны в применении незаглублен- ные и полузаглубленные инвентарные якоря – железобетонные призмы массой 2–10 т, связанные прочным металлическим карка- сом. При известном угле наклона тяговая сила к горизонту расчет якоря сводится к определению его веса и размеров опорной поверх- ности из условий его устойчивости, противоопрокидывания и сме- шения (табл. 9). Таблица 9 Допускаемое давление на грунт на глубине 2 м Вид грунта Допускаемое давление на грунт σ, мПа Песок мелкий сухой плотный 3,5 Песок мелкий влажный плотный 2–3 Супесок сухой средней плотности 2,0 Супесок влажный средней плотности 1,5 Глина в пластичном состоянии 1,0–2,5 34 Для сохранения равновесия необходимо выполнение следующих условий: ;sin RNG   ,PbaNG  (41) откуда a abRG )sincos(  при  NctgP ,   ,PfNG  (42) откуда ,sincos      f RG (43) где R – тяговая сила, приходящееся на якорь; а и b – плечи сил относительно ребра опрокидывания; f – коэффициент трения (обычно принимают f = 0,2–0,5). Определив из трех приведенных уравнений наибольшее значе- ние веса якоря G, увеличивают его для заглубленных якорей в 2– 3 раза, для незаглубленных в 5 раз. При расчете закладных якорей к весу якоря прибавляют вес за- сыпки или бетонной заливки, а также несущую способность грунта, препятствующую вырыванию якоря. Размеры закладного элемента определяют из расчета его на прочность, а также с учетом допусти- мого удельного давления на грунт или бетон. Закладной элемент (бревно, балку) рассчитывают на изгиб в зависимости от типа креп- ления тяги. Якоря располагают так, чтобы не повредить кабели электриче- ских сетей, а также действующие подъемные коммуникации. Ис- пользование в качестве якорей действующих конструкций (зданий, оборудования, фундаментов) допустимо только после тщательной проверки их на надежность. 35 Приспособления для перемещения оборудования (табл. 10). Таблица 10 Приспособления для перемещения оборудования Вид и название Описание и характеристики Ручная тележка ТГ-150 Ручные тележки – это тележки для пе- ремещения упакованного и распакован- ного груза при помощи небольшой гру- зовой площадки и ручки. Характеристики: Размер платформы, мм: 380×300 Масса, кг: 15 Диаметр колес, мм: 260 (пневмо) Грузоподъемность, кг: 150 Тележка платформенная РН-300 Платформенные тележки могут быть самых разнообразных размеров и видов. Грузоподъемность таких тележек не очень высока, а различные конструкции и размеры платформы облегчают работу с разнообразными видами грузов. Характеристики: Размер платформы, мм: 900×600 Масса, кг: 40 Диаметр колес, мм: 125 Грузоподъемность, кг: 300 Тележка платформенная КПТ-500 Характеристики: Грузоподъемность: 600 кг Размер платформы: 600×1000 мм Диаметр колес: 200 мм Высота до платформы: 275 мм Собственная масса: 29 кг 36 Продолжение табл. 10 Вид и название Описание и характеристики Гидравлическая тележка AC 20 Тележка предназначена для стандартных европоддонов Характеристики: Грузоподъемность, кг: 2000 Минимальная высота, мм: 85 Максимальная высота подъема, мм: 200 Ведущие колеса, мм: Ø 200X50 Ролики двойные, мм: Ø 82X70 Ширина, высота вилы, мм: 160×50 Ширина тележки, мм: 540 Длинна вилы, мм: 1150 Ручная гидравлическая тележка HP-25 Характеристики: Грузоподъемность, кг 2500 Длина вил, мм 1150 Высота подъема, мм 205 Опорные ролики: спаренные (вулколан) Поворотное колесо: резина Ускоренный подъем груза до 150 кг Гидравлическая тележка AC 30 Характеристики: Грузоподъемность, кг: 3000 Мин. Высота, мм: 85 Макс. высота подъема, мм: 200 Ведущие колеса, мм: Ø 200X50 Ролики двойные, мм: Ø 82X70 Ширина, высота вилы, мм: 160×50 Ширина тележки, мм: 540 Длина вилы, мм: 1150 Низкоподъемная тележка – EXU H Характеристики: Максимальная скорость движения с грузом и без: 6 км/ч Защита от перегрузки гидравлической системы Возможность установки батареи до 250 Ач Грузоподъемность: 2000 кг Максимальная высота подъема: 560 мм 37 Лебедки. Лебедки с ручным приводом выпускаются грузоподъ- емностью 0,5; 1; 2; 3; 5; 7,5; 10 т; с электрическим приводом – гру- зоподъемностью 0,5; 1,5; 3; 5; 7,5; 10 т. Все лебедки для такелажных работ должны иметь зубчатые передачи и автоматически дейст- вующие тормозные устройства. Лебедки с ручным приводом обо- рудуются двумя тормозами: храповиком с собачкой и ленточным тормозом. Электрические лебедки снабжены тросоукладчиками. Рис. 15. Лебедки электрические 38 Таблица 11 Лебедки электрические Модель Грузо- подъем- ность, т Длина каната, м Скорость навивки, м/с Комплек- тация ка- натом Диаметр каната, мм Мас- са, кг ЛМ-0.25 0,25 75 0,25/с – 5,1 75 ЛМЧ-025 0,25 80 0,2 – 4,5 70 EWH250 0,25 62 0,5 + 5 59 ЛМЧ-040 0,4 80 0,11 – 5,6 80 ТЛ-14А 0,42 80 0,72 – 6,9 235 EWH500 0,5 72 0,5 + 6 96 ЛМ-0,5 0,5 90 0,3 – 6,9 95 ЛМЧ-050 0,5 80 0,25 – 6,9 110 ТЛ-14Б 0,63 50 0,35 – 8,1 220 У5120.60 0,63 70–130 0,58 – 8,3 250 УЧ5120.60 0,63 70-130 0,27 8,3 250 ЛМ-1 1 80 0,25 – 9,1 275 ТЭЛ-1 1 75 0,3 – 11 375 ТЛ-9А 1,25 80 0,5 – 11 435 JK1 1 110 0,34 + 9,3 460 ЛМ-1.5 1,5 100 0,3 – 11 435 ЛМ-2Р 1,5 80 0,18 – 11 320 ЛМ-2 2 250 0,3 – 14 600 ТЭЛ-2 2 250 0,25 – 14 645 ТЛЧ-2 2 250 0,25 – 13 450 ЛМ-3,2 3,2 250 0,3 – 18 950 ТЛ-7А 5 250 0,31 (0,14) – 22,5 1940 ТЛ-7Б 5 250 0,31 – 22,5 1900 ТЛ-8Б 5 220/460 0,027 – 22,5/6,9 1200 39 Рис. 16. Лебедки ручные рычажные 40 Таблица 12 Лебедки ручные рычажные Модель Грузоподъемность, т Длина каната, м Диаметр каната, мм Масса, кг ЛР-300 0,3 2,5 3,9 4,2 ЛМ1-00 0,5 4 5 4 ЛР-0.63 0,63 9 5,6 7 DK-1000 1 2,2 5,1 3,1 DK-1500 1,5 2,2 5,1 4,3 ЛР-1,6 1,6 9 8,3 13,5 BQ20-D 2 3 4,8 3,4 BQ20-D 4 1,8 5,1 5,2 Рис. 17. Лебедки ручные, барабанные Таблица 13 Лебедки ручные, барабанные Модель Грузо- подъем- ность, т Длина каната, м Скорость навивки, мм/1 об. Комп- лектация канатом Диа- метр каната, мм Мас- са, кг РЛ-500 0,5 15 40 + 5,0 14 УТМ 08 (ЛЧ-08) 0,8 50 10 – 7,4 32 ЛР-1 0,5–1,0 40–20 60 + 6,9 24 ЛР-1 0,5–1,0 60–30 60 + 6,9 24 41 Окончание табл. 13 Модель Грузо- подъем- ность, т Длина каната, м Скорость навивки, мм/1 об. Комп- лектация канатом Диа- метр каната, мм Мас- са, кг «Дина 2» 0,5–1,0 50–25 60 + 5,6 24 ТЛ-2А 1,25 50 200 – 11 150 ЛР-1.5 1.0–1,5 40–20 60 + 8,0 32 ЛР-1.5 1.0–1,5 60–30 60 + 8,0 34 РЛ-1500 1,5 45 8 + 9,9 73 ТЛ-2Т 2 120 700 – 10,5 175 ТЛ-3Т 3 100 700 – 15 190 ТЛ-3А 3,2 50 100 – 16,5 230 ТЛ-5А 5 75 100 – 21,0 465 Строповка оборудования Важнейшая и трудоемкая операция по подготовке оборудования к установке его в проектное положение – строповка. На строповку и расстроповку отводится 10–15 % общего времени монтажа. При выборе способа строповки учитывают: массу, габарит, конфигура- цию, материал и расположение центра масс поднимаемого аппарата или конструкции; метод подъема и установки на фундамент аппара- та или конструкции; количество и характеристику грузоподъемных средств, а также конструкцию захватного устройства (крюк, серьга грузоподъемного полиспаста мачты); высоту и конфигурацию фун- дамента под аппарат или конструкцию. К строповке технологического оборудования предъявляют сле- дующие требования: возможно меньшая трудоемкость и продолжи- тельность строповки и расстроповки, инвентарность строповых устройств и их надежность. Наиболее трудоемка строповка аппара- тов колонного типа. При подъеме и установке оборудования боль- шой массы монтажными полиспастами применяют стропы невитой и витой конструкции. Строп невитой конструкции выполняют не- посредственно на месте монтажа путем однослойной укладки кана- та с возможно равномерным размещением витков строп на поверх- ности грузозахватного устройства, обеспечивая максимальную рав- номерность их наложения. 42 Рис. 18. Схемы строповки аппаратов колонного типа: а – за монтажные штуцера одним стропом; б – то же через универсальную (распорную) траверсу; в – за центральный штуцер с поперечиной; г – за боковой технологический штуцер с поперечиной; д, е – за два монтажных штуцера, приваренных соответственно за среднюю часть аппарата и за головку; ж – за балансирную траверсу, закрепленную за центральный штуцер; з – за бандажное кольцо, соединенное с основанием аппарата канатом; и – за бандажное кольцо, удерживаемое ограничительными планками 43 При креплении стропов витой конструкции на цилиндрических захватных устройствах такелажных средств и монтажных штуцерах используют специальные коуши, обеспечивающие равномерную передачу рабочей нагрузки на поверхность захватного устройства и нормальные условия работы стропа. При монтаже вертикальных аппаратов методом скольжения и поворота вокруг шарнира такелажными средствами, часто приме- няют бесконтактную строповку, обеспечивающую возможность вращения подвески как вокруг монтажного штуцера, так и вокруг оси, перпендикулярной оси монтажного штуцера (рис. 18). Стро- повку горизонтальных аппаратов производят следующими спосо- бами (рис. 19). Рис. 19. Схемы строповки горизонтальных аппаратов: а – канатом за среднюю часть аппарата; б – универсальной траверсой; в – за два монтажных штуцера; г – спаренными кранами с обвязкой канатом по краям аппарата; д – спаренными кранами за два или четыре штуцера; е – балансирной траверсой с креплением к аппарату за среднюю часть При ограниченной высоте подъема крюка крана места строповки можно расположить на днище аппарата ниже его горизонтальной оси, но в этом случае на каждом днище (по обе стороны его верти- кальной оси) следует приварить два монтажных (ложных) штуцера. 44 РАСЧЕТ И ПОДГОТОВКА ФУНДАМЕНТОВ ПОД ОБОРУДОВАНИЕ Фундамент – монолитное сооружение под машиной или аппара- том, предназначенное для передачи грунту давления, производимо- го массой машины или аппарата и силами, возникающими при их работе. Фундамент жестко связан с установленным на нем оборудо- ванием и придает дополнительную жесткость и устойчивость. Фун- дамент состоит из двух частей: нижней – подушки и верхней – соб- ственно фундамента. В качестве материала для подушки фундамента применяют: – бутовый камень, укладывают на цементном растворе, состоя- щем из одной части цемента и двух частей песка (по объему); – бетон, состоящий из одной части цемента, двух частей песка и четырех частей щебня (по объему). Материалом для фундамента служат нормально обожженный, не имеющий трещин и деформа- ций кирпич и бетон, состоящий из одной части цемента, двух час- тей песка и четырех частей щебня (по объему). При проектировании фундамента необходимо составить расчет- ную схему, определить основные размеры его, а также выполнить проверочный расчет фундамента. Составление расчетной схемы заключается в определении координат точек приложения сил, дей- ствующих на фундамент. В расчетной схеме (рис. 20) величина Ga представляет собой суммарный вес аппарата и перерабатываемых веществ. Если при расчете фундамента необходимо учитывать динамические нагрузки, создаваемые центробежными силами, то их для облегчения расчета приводят к эквивалентным статическим нагрузкам Gд. 2 дд 30     nMkG , (44) где Gд – приведенные динамические нагрузки; kд – динамический коэффициент (kд = 1,5–2); М – вращающиеся массы; ε – эксцентриситет вращающихся масс (ε = 0,01–0,001 от диа- метра вращающихся масс); n – число оборотов вращающихся масс. 45 Рис. 20. Расчетам схема фундамента: 1 – аппарат; 2 – фундаментный болт; 3 – фундамент Определив величины Gд и Ga рассчитывают суммарную статиче- скую нагрузку GCT = Gд + Ga, вес фундамента Gф и размер подзем- ной части h2: Gф = k·GCT, (45) где k – эмпирический коэффициент, для оборудования со статиче- ской нагрузкой k = 0,6–1,5, для оборудования с динамической на- грузкой k = 2–3. Зная вес фундамента, площадь его основания и удельный вес ма- териала фундамента, определяют размер его подземной части:  ab G h ф2 , (46) 46 где γ – удельный вес материала фундамента; а и b – ширина и длина фундамента (эти величины принимают- ся на (100–200) мм больше размеров опорного контура аппарата). Рассчитанное значение h2 необходимо проверить. Минимальная величина h2 для фундаментов в отапливаемом помещении должна быть не менее 500 мм. Для неотапливаемых помещений и открытых площадок величи- на h2 определяется по выражению (47). мм, 200пр2  Hh (47) где Hпр – глубина промерзания грунта в данном районе (для Белару- си – 1,5 м). Высота надземной части фундамента h1 определяется местом расположения оборудования и требованиями технологии (обеспе- чение горизонтальности или уклона трубопроводного участка меж- ду соседними аппаратами и т.д.). Общая высота фундамента должна быть больше, чем длина фундаментных болтов: l = (15–20)d, (48) где l – длина и d – диаметр фундаментного болта. Диаметр фундаментного болта определяется по формуле (49)  разр зв 785,0   QPd , (49) где Qз – затягивающая сила на болтах (Qз = 4 Рв); Рв – вырывающая сила: S LGP 2 Гв  , (50) где GГ – сила горизонтального смещения; L – расстояние по вертикали от точки приложения силы GГ до верхней плоскости фундамента; S – расстояние между болтами. 47 Фундаменты изготавливают на основании чертежей, которые разработаны заводом-изготовителем оборудования. Они состоят из планов и разрезов фундамента и содержат расчет его массы. В чер- тежах конкретизированы конструкции фундамента, расчеты его ус- тойчивости, а также привязки к строительным конструкциям. При постройке фундамента следует не допускать превышение допустимого давления на грунт, так как это приводит к оседанию и деформации фундамента. Чтобы снизить нагрузки на грунт делают подушку, тем самым, увеличивая площадь основания фундамента. Если грунт выдерживает нагрузку, то работа по устройству по- душки под фундамент сводиться к ее планировке. В случае мягкого глинистого или илистого грунта делают бетон- ную подушку (толщиной 300–400 мм), на которой и возводят фун- дамент. Подушка должна равномерно выступать во все стороны за границы основания фундамента. Глубина заложения фундамента зависит от характера грунта, глубины его промерзания, от типа и размеров монтируемого обору- дования. Обычно глубина заложения фундамента принимается не менее 0.7 глубины промерзания – для неотапливаемых помещений и 0.5 глубины промерзания – для отапливаемых помещений. При устройстве бетонных и железобетонных фундаментов по окончании укладки подушки изготавливают опалубку из верти- кальных дощатых щитов толщиной (22–25) мм. Щиты устанавли- вают вдоль наружных контурных линий фундамента и прочно со- единяют между собой (рис. 21). При наличии грунтовых вод, а также для зашиты от воздействия агрессивных растворов (сверху и с боков), фундамент изолируют или пронизывают различными кислотостойкими материалами (би- тум, толь, рубероид или полинзобутилен). Разметку осей фундаментных болтов производят при помощи шаблона на опалубке фундамента, к нему прикрепляют фундамент- ные болты с анкерными щитами, шайбами и гайками. Разметку колодцев для фундаментных болтов производят при помощи шнуров или специальных шаблонов. Минимальный размер сечения колодца 100×100 мм. Глубина за- ложения фундаментных болтов должна быть на (100–300) мм меньше глубины заложения фундамента. Расположение колодцев для фундаментных болтов должно допускать возможность смеше- 48 ния фундаментной плиты машины на (10–20) мм в любую сторону. При отсутствии шаблона в местах, где должны быть колодцы для фундаментных болтов, устанавливают гладко оструганные дере- вянные пробки или суживающиеся к низу трубы из тонких досок или фанерные цилиндры. Деревянные пробки до полного схватыва- ния фундамента рекомендуется слегка раскачать, что позволит их легко удалить. Рис. 21. Разметка шаблонов под анкерные болты: 1 – опалубка; 2 – шаблон; 3 – отвес Приготовленный бетон для фундамента укладывают слоями толщиной 8–10 см и тщательно утрамбовывают до появления воды на поверхности слоя. Сооружение фундамента должно вестись не- прерывно. Если допущен перерыв, то в последний на глубину 25– 30 см вставляют металлические стержни длиной 50–60 см на рас- стоянии 30–40 см один от другого, а поверхность ранее уложенного бетона насекают, тщательно очищают, промывают и покрывают слоем цементного раствора (одна часть цемента и две части песка) толщиной 20 мм. Отметка верха фундамента должна находиться на 25–40 см ниже проектной отметки, чтобы между фундаментом и рамой машины можно было установить монтажные прокладки для выверки и про- извести подливку цементным раствором. 49 Приготовленный к сдаче фундамент, должен отвечать следую- щим требованиям: на всех фундаментах, сдаваемых под монтаж, должны быть заделаны металлические планки с нанесенными на них осевыми и высотными отметками: они не должны иметь рако- вин, поверхностных трещин и других дефектов: положение опорной поверхности фундаментов как в горизонтальном, так в вертикаль- ной плоскости должно быть правильным (рис. 22). Рис. 22. Схема планки для нанесения на фундаментах осей и высотных отметок: 1 – фундамент; 2 – планка; 3 – высотная отметка; 4 – осевая отметка Приемку фундамента оформляют актом, который подписывается строительной и монтажной организации, и торгового предприятия и утверждается главными инженерами строительного и торгового предприятия. 50 МОНТАЖ ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В данном разделе курсового проекта рассматриваются следую- щие этапы: установка и подключение аппарата, электрическое под- ключение, подключение технологической среды и т.д. Для получе- ния исходной информации студент использует руководство по ус- тановке и подключению, входящее в комплект поставки торгового оборудования. Установка торгового оборудования Оборудование на фундаментах и других опорах устанавливают и выверяют на пакетах стальных прокладок, клиньях, регулировоч- ных болтах или домкратах (рис. 23). Рис. 23. Приспособления для выверки оборудования на фундаментах: 1 – пакеты стальных прокладок; 2 – регулировочный болт; 3 – фундаментный болт; 4 – рама; 5 – клинья Выверка производится на горизонтальность, по высотным от- меткам и по монтажным осям. Кинематически связанные механиз- мы проверяются дополнительно на правильность взаимного распо- ложения. После выверки под подошву рамы подливают бетонный раствор. Толщина слоя подливаемого бетона от 30 до 60 мм (большая тол- щина принимается для оборудования с более широкими рамами). 51 Соответственно фундаменты и другие опоры изготавливают ни- же проектной отметки на толщину слоя подливки, а высота подкла- док, клиньев и т. д. должна равняться принятой толщине подливки. Пакеты подкладок набирают из стальных пластин толщиной 20– 0,1 мм, такие наборы позволяют изменять с необходимой точно- стью высоту пакетов. Клиновые подкладки изготавливают из стали или чугуна; их по- верхности придают уклон 1:0 или 1:20. Регулировочные болты ввертывают непосредственно в раму ма- шины или изготавливают с необходимыми деталями как самостоя- тельные подъемные узлы. Количество пакетов подкладок или регулировочных болтов при- нимается с таким расчетом, чтобы не допускать прогибания рамы. Под недостаточно жесткими рамами, например, горизонтальных компрессоров, подкладки располагают с двух сторон каждого фун- даментного болта; под жесткими рамами количество подкладок со- кращается до одной у каждого фундаментного болта, но должно быть не менее четырех. Размеры подкладок определяют исходя из величины допускае- мой удельной нагрузки на бетон, которая принимается равной 25– 40 кг/см2. В местах размещения подкладок поверхность бетона выравни- вают, срубая неровность зубилом. Поверхности всех уложенных на зачищенные места подкладок должны находиться в одной горизон- тальной плоскости на высоте проектной отметки подошвы машины. Горизонтальность подкладок проверяют слесарным уровнем, уста- новленным на монтажную линейку; негоризонтальность допускает- ся в пределах 0,5–0,7 мм на 1000 мм длины. На выверенные подкладки устанавливают машину. Перед уста- новкой в колодцы опускают фундаментные болты, а на поверхность фундамента кладут катки или металлические балки такой высоты, чтобы выступающие концы болтов не препятствовали перемеще- нию машины по фундаменту. После подъема машины на фундамент заводят в отверстия рамы концы фундаментальных болтов, навер- тывают на них гайки и катки или балки убирают. При проверке горизонтальности уровень устанавливают на базо- вые площадки рамы (специально обработанные поверхности) в слу- чае их отсутствия – на чисто обработанные поверхности корпусов, 52 валов, подшипников и других деталей. Измерение уровнем выпол- няют в направлениях параллельном и перпендикулярном монтаж- ной оси машины. Горизонтальность установки достигается изменением количества подкладок или подколачиванием клиньев. Выверку считают удов- летворительной, если достигнута необходимая горизонтальность различных частей рамы и все подкладки одинаково нагружены. Не- достаточно нагруженные подкладки или клинья обнаруживают по показаниям уровня и по звуку при простукивании их молотком (из- дают глухой дребезжащий звук). Пример. Пароконветомат Rational SelfCooking Center 201 выравнивают уровнями по горизонтали (рис. 24, 1). Увеличение просвета над полом происходит за счет удлинения ножек аппарата и устройства для подъема рамы с направляющими. После чего закрепляют напольный аппарат с по- мощью входящих в состав крепежного комплекта (рис. 24, 2). Затем задви- гают напольный аппарат в напольные фиксаторы. Рама с направляющими должна стоять в аппарате горизонтально (рис. 24, 3). Если пол неровный, то эту неровность необходимо устранить с помощью въездной рампы, при этом угол въезда не должен превышать 4°. Если перед напольным аппара- том находится решетка стока, то в зоне въезда рамы с направляющий не- обходимо поместить перекрытие, обеспечивающее переезд через решетку. Рис. 24. Установка пароконветомата Rational SelfCooking Center 201 Подключение оборудования к электросети Электрооборудование машин и тепловых аппаратов подключа- ется к электросети через пусковые устройства – рубильники, пакет- ные выключатели и переключатели, магнитные пускатели. Пуско- вые устройства, а также средства защиты и автоматического управ- ления встраиваются в оборудование или поставляются отдельно, смонтированными в пусковых ящиках, станциях управления и т.п. 53 Невстроенную электропусковую аппаратуру устанавливают в непосредственной близости от оборудования на стенах на высоте 1,5–1,7 м от пола или на металлических каркасах, закрепленных в полу. Кнопочные станции пускателей располагают в местах, удоб- ных для управления работой оборудования. Электропроводку от пусковых устройств к оборудованию, не примыкающему к стенам, прокладывают в стальных трубах, за- глубленных в полу. В одной трубе разрешается прокладывать со- вместно провода силовых линий, заземленной нейтрали и цепей управления. Чтобы затянуть провода, в трубу сначала пропускают тонкую стальную проволоку, к проволоке прикрепляют пучок про- водов и протаскивают их. В целях защиты изоляции проводов от увлажнения отверстие более теплого конца трубы заделывают изоляционной битумной мастикой, а более холодного – оставляют открытым. Если в откры- тое отверстие возможно попадание воды, то выступающий из пола или стены конец трубы отгибают книзу. Оборудование подключается к электросети согласно схемам и инструкциям заводов-поставщиков. До подключения необходимо детально изучить работу оборудования по принципиальной элек- трической схеме, увязать принципиальную схему с монтажной схе- мой и определить, какие соединения проводов необходимо выпол- нить. На принципиальных схемах соединения электроприемников и различной аппаратуры изображаются в наиболее доступной для восприятия форме. Однако выполнять соединения элементов уста- новки и подключение оборудования к сети по принципиальным схемам затруднительно (положение элементов установки на этих схемах не соответствует действительному их размещению, необхо- димо предусматривать удобное переключение элементов на различ- ное напряжение сети и отключение их для ремонта), поэтому со- единения выполняются по монтажным схемам. Подключение электрооборудования к заземлителям. Вследствие неисправности электроизоляции, повышенной влажности помеще- ния или неправильного выполнения электромонтажных работ меж- ду корпусами электрооборудования и землей может возникнуть опасная разность напряжений, В целях обеспечения безопасности людей, на установках с напряжением в линиях более 36 В все дос- 54 тупные для соприкосновения и способные проводить ток части электрооборудования, электрощитков, сетей и приборов управления подлежат заземлению путем соединения их с заземлителями. В ча- стности, с заземлителями должны соединиться корпуса электроси- лового и электротеплового оборудования, корпуса распределитель- ных щитов, пультов управления, пускателей, выключателей, рео- статов, корпуса переносного электроинструмента, электрические измерительные приборы, приборы автоматического управления и контроля, металлические оболочки и гибкие брони электрокабелей, стальные трубы для прокладки проводов. Заземлители могут быть естественные (расположенные в земле металлические конструкции или трубопроводы с негорючими жид- костями, арматура железобетонных конструкций) или специально изготовленные из вертикально погруженных в землю труб, отрезков угловой стали и т.п. Заземлители соединяются с магистральными заземляющими проводниками, к которым подключают корпуса оборудования. На электроустановках с глухим заземлением нейтрали транс- форматора (или генератора) магистральный заземляющий провод- ник у подстанции подключен к заземлителям и соединенным вместе началам или концам обмоток трансформатора (их нейтралью). Этот проводник прокладывают совместно с фазными проводни- ками или в непосредственной близости к ним; токопроводность за- земляющего проводника должна быть не менее 50 % фазного. На электроустановках с изолированной нейтралью трансформа- тора для соединения корпусов оборудования с заземлителем ис- пользуют особый заземляющий контур, проложенный отдельно от- крытыми стальными шинами, соединенными сваркой. Проводник изолированной нейтрали трансформатора, используемый в таких установках для понижения напряжения сети, прокладывается со- вместно с фазными проводниками; к нему нельзя подключать кор- пуса оборудования, так как в этом случае они окажутся под опас- ным напряжением. Заземлители и заземляющие магистрали сооружаются в соответ- ствии с Правилами устройства электроустановок и должны быть приняты в эксплуатацию энергоснабжающей организацией. Присоединение проводников к заземляющим магистралям вы- полняется на сварке или посредством болтовых соединений с при- 55 менением средств защиты последних от коррозии. Сечения соеди- нительных проводников должны обеспечивать прохождение тока, в 3 раза превышающего ток ближайшей плавкой вставки. Однако вы- бранные сечения не должны быть меньше; для медных голых жил – 4 мм2, медных изолированных жил – 1,5 мм2, а алюминиевых жил – соответственно 6 мм2 и 4 мм2. Заземляющие проводники подключаются к специальным винтам (зажимам) на клеммных щитках или корпусах оборудования; рас- положение винтов указывается в электрических схемах и инструк- циях на монтаж. В случае отсутствия указаний монтажный персо- нал самостоятельно определяет место подключения заземляющего проводника. Однофазные машины и аппараты с подводкой фазного и нулево- го проводов можно заземлить подключением нулевого провода к корпусу со стороны стационарного клеммного щитка. При прокладке фазных проводов совместно с заземляющим по- следний отличают с помощью индикатора, вольтметра или по нака- лу контрольной лампы. Включенная между фазным и заземляющим проводниками лампа горит в половину накала. Сопротивление заземляющих устройств должно быть не более 4 Ом. Без соединения с заземлителем разрешается использовать только бытовые приборы промышленного производства в сухих помещениях. Пример. При установке и подключении аппарата Rational SelfCooking Center 201 необходимо соблюдать предписания местных предприятий энергоснабжения. Для электрических аппаратов Rational SelfCooking Center 201 должен быть выделен отдельный безопасный токоподводящий кабель для каждого аппарата, при этом, необходимо предусмотреть жесткое подключение. Напольные аппараты Rational SelfCooking Center 201 поставляются без кабеля электросети, но с соединительным кабелем (без штекера) длиной около 2,5 м. Контактные зажимы находятся за съемной левой боковой стенкой электроблока. При подключении аппарата необходимо соблюдать полярность электрического подключения. На нижней стороне аппаратов Rational SelfCooking Center 201 находит- ся разъем для выравнивания потенциалов. Кабель выравнивания потен- циалов подключают к нему (рис. 25). В качестве защиты аппарата необходимо использовать автоматический выключатель дифференциальной защиты (30 мА). 56 Рис. 25. Электрическое подключение аппарата Также при подключении нужно предусмотреть разъединитель- ное устройство, со всеми полюсами, с минимальным расстоянием между контактами 3 мм, и обеспечить легкий доступ к нему. Поперечные сечения соединительных проводов зависят от по- требления тока и местных нормативов. Действующие нормы: EN (Европейский стандарт) 60335, IEC (Стандарт Международной электротехнической комиссии) 335. Принципиальная электрическая схема находится на внутренней стороне левой боковой стенки. Для подключения аппарата нужно подключить подводящий ка- бель (тип – не менее H07RN-F) и затянуть резьбовое соединение PG до отказа (разгрузка от силы натяжения). Питание подключают по следующей схеме. Серые контактные зажимы: L1, L2, L3 (независимы от вращающихся магнитных полей). Синий контактный зажим: нейтральный (нулевой) провод (только 3N АС). Желто-зеленый контактный зажим: защитный провод. 57 Монтаж трубопроводов Расчет трубопроводов. По приведенной ниже методике и данным таблицы 4 определить диаметр и толщину стенки трубопровода, а также подобрать соответствующую расчету бесшовную трубу. Оп- ределить также силы сжатия, возникающие при удлинении трубо- провода. Тепловое удлинение трубопроводов и их компенсация. При монтаже необходимо учитывать изменение длины трубопроводов при колебаниях температуры. Величина этого изменения может быть определена по уравнению (51). tllttl BTt  )( , (51) где α – коэффициент линейного расширения материала трубы, 1/°С: для железа – 0,000012: для меди -0,0000165; для алюминия – 0,000024; для винипласта – 0,00007 и т.д.; t – изменение температуры трубопровода, С°; l – первоначальная длина трубопровода, м. Удлинение трубопровода вызывает появление напряжений сжатия E , (52) где l l – относительное удлинение; Е – модуль упругости, Н/мм2. При площади поперечного сечения стенок трубы F сила сжатия FP cж , (53) При совместном решении уравнений (51) и (52) получаем пере- пад температур, выше которого необходима компенсация темпера- турных удлинений:   E t . (54) 58 Гидравлический расчет трубопровода. Расчет диаметра трубо- провода при передаче жидкости или газа по цилиндрическому трубо- проводу. Скорость движения жидкости зависит от величины напора, вязкости жидкости, материала и конструкции трубопровода. Практически в трубопроводах с газами и технологическими рас- творами, вязкость которых близка к вязкости воды, принимают сле- дующие скорости, м/с: – самотечные трубопроводы – до 1,25; – напорные трубопроводы – 1–3; – газопроводы для газов, насыщенными парами, – 10–30; – газопроводы для сухих газов (сжатого воздуха, азота, разре- женного воздуха и перегретых паров) – 10–60. Секундный расход, т.е. количество протекающей жидкости или газа по цилиндрическому трубопроводу Vc, м3/с, определяют по уравнению (55).  4 2 c dFV , (55) где F – площадь сечения грубы, м; d – диаметр трубопровода, м; ω – скорость среды. Часовой расход определяется из соотношения (56).  4 3600 2 ч dV , (56) Из уравнения (56) можно определить диаметр трубопровода d, м:  785,03600 чVd , (57) Расчет металлических труб на прочность. Толщина стенки стальной трубы, испытывающей внутреннее давление, может быть определена по уравнениям, рекомендованным Гостехнадзором. Для бесшовных труб толщина стенки 59 )1( 230 200 A P DP S y yy  , (58) где Ру – условное давление (соответствующее рабочему давлению при температуре среды 200 °С), кгс/см2; Dy – наружный диаметр трубы, мм; σ200 – допустимое напряжение при температуре среды до 200 °С, кгс/мм2; А – коэффициент, учитывающий необходимую прибавку на до- пустимые минусовые отклонения толщины стенки по ГОСТу, а также уменьшения толщины при изгибе (обычно А принимается равным 0,2). Для сварных труб толщина стенки C P DP S y yy  200230 , (59) где φ – коэффициент для сварных труб, φ равен 0,8 для сварных труб со спиральным (φ = 0,6); С – величина, учитывающая возможное минусовое отклонение толщины листа (принимается от 0,5 до 0,8); σ200 – допустимое напряжение при температуре среды до 200 °С, Н/мм2, для Ст3 – 11,7, для сталей других марок от 10,9 до 13,3. Если трубопровод предназначен для транспортировки агрессив- ных сред, толщину стенок труб следует увеличивать в зависимости от диаметра трубопровода (от 2 мм до 4 мм). Подключение технологической среды. В соответствии с на- значением торгового оборудования и особенностями работы в дан- ном разделе описываются требования завода-изготовителя по под- ключению технологической среды, а также рекомендуемые студен- том мероприятия и расчеты по монтажу трубопровода. Пример. При подключении технологической среды (воды) для аппара- та Rational SelfCooking Center 201 предусмотрено как общее подключение воды, так и раздельное (рис. 26). При монтаже трубопровода и подключе- нии воды необходимо предусмотреть отдельный водопроводный кран для 60 каждого аппарата. Перед подключением воды необходимо промыть водо- проводные трубы, подведенные силами заказчика. Давление воды должно быть в диапазоне 150 кПа – 600 кПа (рекомендуется 300 кПа). Рис. 26. Подключение воды: 1 – общая подача воды (холодная вода до 30 °С) в случае раздельного подключения воды; 2 – подача холодной воды 3/4Ф (для гашения – до 30 °С); 3 – подача умягченной воды 3/4Ф (парогенератор, подача пара, ручной душ, максимально 60 °С) Средний расход воды при полном подключении воды находится в диапазоне 50 л/ч. Фирма-изготовитель рекомендует провести профилактическую проверку примерно через 6 месяцев после ввода аппарата в эксплуатацию с целью определения текущего уровня образования накипи. В большинстве случаев возможно подключение воды без допол- нительных фильтров и без предварительной подготовки воды. Встроенное автоматическое устройство самоочистки обеспечивает регулярную автоматическую промывку парогенератора. Однако, если состояние воды является критическим, то фильтрация и/или водоподготовка могут улучшить производительность аппарата. Для получения данных по содержанию хлоридов (Cl-), хлоринов (Cl2) и жесткости воды необходимо обратится в местное предпри- ятие водоснабжения. 61 Если вода сильно хлорирована – Cl2 свыше 0,2 мг/л (соответст- вует 0,2 ррт) необходимо дополнительно использовать фильтр с ак- тивированным углем. Лишь в том случае, если концентрация хлоридов (Cl-) превысит 150 мг/л (соответствует 150 ррт), необходимо из-за опасности воз- никновения коррозии предусмотреть установку системы обработки воды обратным осмосом. Для подключения умягченной воды, в целях повышения произ- водительности фильтра необходимо обеспечить раздельное под- ключение для стандартной и умягченной воды, для этого для этого необходимо удалить тройник на входе воды (рис. 27): холодную воду, 30°С, подключают к соединению 2. Умягченную воду, макси- мально 60°С, подключают к соединению 3. При установке фильтра необходимо, чтобы диаметр шланга для воды был минимум 1/2", а при подключение к фильтру – 3/4" (рис. 27). Если необходимо сочетание нескольких фильтров, то фильтры должны быть расположены по направлению потока в ука- занной последовательности A-B-C-D. Подключение к системе отвода сточных вод. Подключение к системе сточных вод производится в соответствии с рисунком 28 при различных способах установки. При подключении необходимо использовать трубу, устойчивую к температуре пара. Не допускает- ся к применению гибкий шланг. Также не допускается приварива- ние отводной трубы к сточному устройству аппарата (возможно повреждение аппарата). При подключении к системе сточных вод допускается жесткое соединение с сифоном, поскольку вентили- руемый участок стока уже встроен в аппарат (рис. 28, 1, 2). Также при подключении необходимо учитывать параметры во- достока: в течение короткого промежутка времени объем откачки воды из парогенератора может составлять 0,7 л/сек. Средняя температура сточной воды: 65°С. Если в полу есть сточное отверстие без сифона, то нужно предусмотреть свободный участок стока длиной 2 см (рис. 28, 3). Средняя высота трубы для отвода воды составляет у настольных моделей 63 мм, а у наполь- ных – 70 мм. 62 Рис. 27. Подключение воды 63 Рис. 28. Подключение к системе отвода сточных вод 64 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ТОРГОВОГО ЗАЛА Наиболее распространенными источниками света, применяемы- ми и осветительных установках, являются лампы накаливания (ЛН), люминесцентные лампы (ЛЛ) низкого давления, а также дуговые лампы высокого давления – ртутные люминесцентные (ДРЛ), ксе- ноновые трубчатые (ДКсТ), металлогалогенные с излучающими добавками (ДРИ) и натриевые трубчатые (ДНаТ). Весьма перспективными представляются так называемые твер- дотелые источники света – светоизлучающие диоды. Они могут ис- пользоваться в сигнальных и индикаторных устройствах, цветовых рекламных устройствах, архитектурном и т.п. освещении, а также для освещения таких помещений, как коридоры, кабины лифтов, кранов и т.п. При выборе источников света следует учитывать их срок служ- бы, световую отдачу, цветопередачу, а также ряд других характери- стик. Некоторые данные электрических ламп общего назначения приведены в табл. 14. Таблица 14 Сравнительные характеристики ламп общего назначения Тип ламп (источника света) Номинальная мощность, Вт Средняя продолжительность горения, ч Световая отдача, лм/Вт Лампы накаливания 15–1500 1000 10–20 Люминесцентные лампы низкого дав- ления 7–80 6000–15000 35–80 Дуговые ртутные лампы типа ДРЛ 125–1000 12000–20000 40–60 Металлогалогенные лампы типа ДРИ 125–3500 3000–10000 55–100 Натриевые лампы высокого давления типа ДНаТ 50–1000 10000–20000 80–125 Ксеноновые трубча- тые лампы 2000–50000 400–1350 20–50 65 Газоразрядные лампы имеют высокую световую отдачу, доста- точно большой срок службы, а также хорошие уровни цветопереда- чи (особенно у люминесцентных ламп низкого давления и ламп ти- па ДРИ), что является их несомненным достоинством. Однако, следует иметь в виду, что все газоразрядные лампы при пи- тании переменным током дают световой поток, пульсирующий с удво- енной частотой тока, что вызывает повышенную утомляемость глаз и может приводить к возникновению, стробоскопического эффекта. Стробоскопические явления вредны для зрения. Для устранения явлений стробоскопии могут применятся многоламповые светиль- ники с пускорегулирующими аппаратами, создающими искусствен- ный сдвиг фазы напряжения переменного тока, электронные пуско- регулирующие аппараты, специальные схемы включения газораз- рядных ламп, а также подключение соседних светильников к разным фазам трехфазной сети. Выбор типа источника света определяется следующими основ- ными факторами: – электрическими характеристиками (напряжением, мощностью, родом тока, силой тока); – функциональными светотехническими параметрами (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным соста- вом излучения); – конструктивными параметрами (диаметром колбы, полной длиной ламп); – средней продолжительностью горения; – стабильностью светового потока; – экономичностью (стоимостью и световой отдачей источника света). С учетом указанных факторов в осветительных установках там, где это возможно, в первую очередь следует применять газоразряд- ные лампы высокого и низкого давления. Применение газоразрядных ламп исключается, если питание ус- тановки осуществляется от сети постоянного тока или если воз- можно понижение напряжения более чем на 10 % от номинального. Необходимость быстрого включения ламп после кратковременного исчезновения напряжения не позволяет применять лампы ДРЛ и ДРИ. При температуре окружающей среды ниже 5 °С освещение с помощью люминесцентных ламп в ряде случаев может оказаться 66 малоэффективным. Для местного освещения применяют лампы на- каливания на напряжении 12–42 В. Лампы общего освещения пи- таются, как правило, на напряжении 230 В. Важное значение при выборе источников света имеют их цвето- передача и экономичность. В некоторых отраслях промышленности, таких как машиностроение, металлургия и др., в большинстве произ- водственных помещений, как правило, не предъявляются жесткие требования к цветопередаче источников света. Основное требование к искусственному освещению в данном случае сводится к различе- нию окружающих предметов и лиц людей, работающих в данном помещении, а не к правильной цветопередаче. Поэтому в помещени- ях, в которых необязательно обеспечивать высокий уровень цветопе- редачи, при выборе ламп для освещения решающую роль играют технико-экономические характеристики источников света. Когда к цветопередаче предъявляются повышенные требования и необходимо, чтобы цвета воспринимались как при дневном свете (цеха швейных и меховых фабрик, торговые предприятия, музеи и выставки), применение ламп накаливания не обеспечивает желае- мого результата. В таких случаях можно использовать люминес- центные лампы (кроме ЛТБ), которые значительно лучше осущест- вляют цветопередачу, чем лампы накаливания. Люминесцентные лампы по цветопередаче можно расположить в следующей очеред- ности от лучших к худшим: ЛЕЦ, ЛДЦ, ЛД, ЛХБ, ЛБ. Основным источником света для общего освещения производст- венных помещений являются газоразрядные лампы. Так как произ- водственные помещения промышленных объектов имеют, как прави- ло, значительную высоту, то для их освещения обычно применяются газоразрядные лампы высокого давления. В общественных зданиях и служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий чаще всего применяются люминесцентные лампы низкого давления. Определяющее значение при выборе типа источников света имеют высота помещения и требования к цветопередаче. При одном и том же уровне освещенности число светильников с люминесцент- ными лампами низкого давления всегда значительно больше, чем при использовании ламп типа ДРЛ. Повышенная трудоемкость об- служивания светильников со значительными габаритами особенно сказывается в высоких помещениях, заставляя уже по одной этой причине отдавать предпочтение лампам типа ДРЛ или ДРИ. Следу- 67 ет учитывать также, что лампы типа ДРЛ имеют высокий коэффи- циент пульсации светового потока. Применение люминесцентных ламп низкого давления может быть обосновано в помещениях высотой не более 6–8 м при повы- шенных требованиях к цветопередаче и выполнении работ высокой точности, при которых лампы типа ДРЛ противопоказаны. В таких случаях в основном применяются лампы типа ЛБ, как наиболее экономичные. Газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ и ДРИ ис- пользуются для освещения помещений высотой 6–20 м, а также для наружного освещения. Основные технические характеристики наиболее распространен- ных в освещении источников света приведены в табл. 15–18. Таблица 15 Технические данные ламп накаливания общего назначения Тип лампы Номинальные значения Мощность, Вт Световой поток, лм Световая отдача, лм/Вт Б220-230-60 60 730 12,2 БК220-230-60 800 13,3 Б220-230-100 100 1380 18,8 БК220-230-100 1500 15,0 Г220-230-150 150 2090 13,9 Г220-230-200 200 2950 14,7 Г220-230-300 300 4850 16,1 Г220-230-500 500 8400 16,8 Г220-230-1000 1000 18800 18,8 Таблица 16 Технические данные люминесцентных ламп Tип лампы Номинальные значения Продолжительность горения, ч Мощ- ность, Вт Световой поток, лм Световая от- дача, лм/Вт средняя минимальная ЛБ40 40 3200 80,0 15000 6000 ЛБ65 65 4800 73,9 15000 6000 ЛБ80 80 5400 67,5 12000 4800 68 Таблица 17 Технические данные энергоэкономичных люминесцентных ламп Тип лампы Номинальные значения Продолжительность горения, ч Мощность, Вт Световой поток, лм Световая отда- ча, лм/Вт ЛБ18 18 1250 69,4 15 000 ЛДЦ18 850 47,2 ЛБ36 36 3050 84,7 ЛДЦЗб 2200 61,0 ЛБ58 58 4800 82,8 Таблица 18 Технические данные ртутных ламп высокого давления общего назначения Тип лампы Номинальные значения Средняя продолжительность горения, ч Мощ- ность, Вт Световой поток, лм Световая отдача, лм/Вт ДРЛ250 250 13 500 54,0 12000 ДРЛ400 400 24 000 60,0 15 000 ДРЛ700 700 41 000 58,6 20000 ДРЛ1000 1000 59 000 59,0 18000 Таблица 19 Технические характеристики металлогалогенных ламп типа ДРИ общего назначения Тип лампы Номинальные значения Средняя продолжитель- ность горения, ч Мощность, Вт Световой поток, лм Световая отдача, лм/Вт ДРИ 125 125 8 300 66,4 3000 ДРИ 175 175 12000 68,6 4000 ДРИ 250 250 19 000 76,0 10000 ДРИ 400 400 35 000 87,5 10000 ДРИ 700 700 60 000 85,7 9000 ДРИ 1000 1000 90 000 90,0 9000 ДРИ 2000 2000 190 000 95,0 2000 ДРИ 3500 3500 350 000 100,0 1500 69 Выбор светильников В соответствии с ГОСТ 16703–79 световым прибором (СП) на- зывают устройство, содержащее одну или несколько электрических ламп и светотехническую арматуру, перераспределяющее свет электрических ламп или преобразующее структуру света и предна- значенное для освещения или сигнализации. Различают следующие типы световых приборов: светильник, прожектор, проектор. Для систем внутреннего и наружного осве- щения промышленных предприятий в качестве световых приборов, как правило, применяются светильники. Важнейшей светотехнической характеристикой светильника яв- ляется кривая силы света (КСС), которая характеризует распреде- ление светового потока по отдельным направлениям пространств. Существует семь типовых КСС: К – концентрированная; Г – глу- бокая; Д – косинусная; Л – полуширокая; Ш – широкая; М – равно- мерная; С – синусная. Поскольку все многообразие светильников не всегда возможно описать типовыми КСС, то в ряде случав указыва- ется уточненное ее значение в зависимости от коэффициента формы и зоны возможных направлений максимальной силы света. В некоторых светотехнических расчетах необходимо учитывать коэффициент полезного действия (КПД) светильника, который представляет собой отношение светового потока светильника к све- товом потоку его ламп. Стационарные светильники подразделяют на подвесные, кото- рые крепят к опорной поверхности снизу при помощи элементов подвеса высотой более 0,1 м; потолочные, которые крепят к потол- ку непосредственно или с помощью элементов крепления высотой не более 0,1 м; встраиваемые, которые крепят в отверстие в потол- ке, стене или встраивают в оборудование, и другие. Конструкция светильника должна соответствовать условиям окру- жающей среды. Степень защиты оболочек светильников должна быть не ниже IР20 для внутреннего и IP53 – для наружного освещения. Технические характеристики основных светильников с лампами накаливания, люминесцентными лампами низкого давления, с лам- пами типа ДРЛ, ДРИ и ДНаТ для производственных помещений с нормальными и тяжелыми условиями среды даны в табл. 17–20. 70 Таблица 20 Технические данные светильников с лампами накаливания Тип светильника Тип КСС КПД, % Степень защиты НПП03-100-001М Д 75 IР64 НСП11-200-231 65 IP62 НСП11-500 М 77 IP52 НСП17-200-003-(103) Л 80 IP20 5'0 НСП17-500-004-(104) Г НСП17-1000-004-(104) НСП21-100-001 Д 80 5'3 НСП22-500-111 К 70 5'0 Таблица 21 Технические данные светильников с люминесцентными лампами Тип светильника Тип лампы Тип КСС КПД, % Степень зашиты Габаритные размеры, мм ЛВП04-4х65-001 ЛБ65 Л 51 IP54 1630×545×405 ЛВП05-4хб5-001 52 1630×545×435 ЛВП06-5х65-001 52 1630×545×440 ЛСП02-2х40-19-21 ЛБ40 70 IР20 1234×280×159 ЛСП02-2хб5-01-03 ЛБ65 75 1534×280×159 ЛСП10-36 ЛБ36 84 IP 65 1248×124×170 ЛСП10-58 ЛБ58 Л 84 IP 65 1548×124×170 ЛСП 10-2x36 ЛБ36 1248×170×170 ЛСП 10-2x58 ЛБ58 1548×170×170 ЛСП 13-2x40-002 ЛБ40 Г, Л 70 IР20 1246×480×15о ЛСП 13-2x65-003 ЛБ65 1546×480×156 ЛСП 18-18 ЛБ18 Д 5'4 720×152×204 ЛСП 8-36 ЛБ36 Д 70 5'4 1330×152×204 ЛСП 18-58 ЛБ58 1630×152×204 ЛСП 18-2x18 ЛБ18 720×270×204 ЛСП 18-2x36 ЛБ36 1330×270×204 ЛСП 18-2x58 ЛБ58 1630×270×204 ЛСП22-2х65-101 ЛБ65 5'0 1625×280×215 ПВЛМ-ДО-2х40-01 ЛК40 1325×276×215 71 Светильники серии ПВЛМ, предназначенные для общего осве- щения сырых и пыльных производственных помещений, имеют не- сколько иную структуру условного обозначения: ПВ – пылевлаго- защищенный; Л – люминесцентный; М – модернизированный; ДО – особенности отражателя (Д – диффузный; О – с отверстиями в от- ражателе); 2 – число ламп; 40 – мощность одной лампы и последние две цифры – модификация светового прибора по способу установки (01 – на штанге; 02 – на потолке). Таблица 22 Технические данные светильников с лампами типа ДРЛ Тип светильника Тип лампы Тип КСС КПД, % Степень защиты РСП05-250 ДРЛ250 Д, Г 70 IP20 РСП 05-400 ДРЛ400 РСП 05-700 ДРЛ700 РСП 05-1000 ДРЛ1000 РСП 08-250 ДРЛ250 75 РСП 08-700 ДРЛ700 60 IP54 РСП 13-700 ДРЛ700 71 5´4 РСП 13-1000 ДРЛ1000 Д, Г 70 IP20 РСП 18-250 ДРЛ250 РСП 18-400 ДРЛ400 РСП 18-700 ДРЛ700 РСП 18-1000 ДРЛ1000 Светильники с люминесцентными лампами рассчитаны на рабо- ту в сети переменного тока с номинальным напряжением 230 В с частотой 50 Гц с применением соответствующей пускорегулирую- щей аппаратуры. Для указания путей эвакуации людей предназначены светильни- ки с пиктограммой «Выход» типа ЛБ022-6 со степенью защиты IР54 c люминесцентной лампой мощностью 6 Вт. Кроме того, светиль- ники типа ЛБО укомплектованы автономным источником питания (аккумуляторной батареей) для работы в аварийных режимах. Све- тильники типа ЛБО (без пиктограмм) могут применяться также для освещения лестничных площадок, коридоров и т.п. Встраиваемые светильники типа ЛВП04, ЛВП05, ЛВП06 могут использоваться для общего освещения производственных помеще- 72 ний, имеющих технический этаж, с которого и производится об- служивание светильников. В производственных помещениях с нормальными условиями ок- ружающей среды используются светильники типа ЛСП02 и ЛСП13, которые могут устанавливаться либо по отдельности, либо стыко- ваться в непрерывную линию. При этом светильники ЛСП13 с КСС типа JI применяют для освещения относительно низких помещений (высотой до 4,5 м), в которых требуется создать высокие отношения вертикальной освещенности к горизонтальной, а также для локали- зованного освещения конвейеров с двухсторонним расположением рабочих мест. Светильники с КСС типа Г служат для освещения помещений высотой до 12 м и создания высоких уровней освещен- ности при хорошем качестве освещения. Светильники с газоразрядными лампами высокого давления для производственных помещений выпускаются унифицированный се- риями на основе единого корпуса и отражателей различного профи- ля. Как правило, их выполняют подвесными. Таблица 23 Технические данные светильников с лампами типа ДРИ Тип светильника Тип лампы Тип КСС КПД, % Степень защиты Коэффициент мощности ГПП 01-125 ДРИ125 Л 60 IP54 0,50 ГСП 04-250 ДРИ250 К, Г 60–65 IP23, IP54 0,45–0,85 ГСП 04-400 ДРИ400 Г, Д 60–65 IP23, IP54 0,45–0,85 ГСП 05-175 ДРИ175 М 70 IP54 0,85 ГСП 07-175 К, Г 70–60 IP23, IP54 ГСП 09-700 ДРИ700 Г 70 IP23 ГСП 09-700 60 IP54 ГСП 09-1000 60 IP23 ГСП 09-1000 70 1Р54 ГСП 15-400-101 ДРИ400 75 IP54 0,32 ГСП 15-400-102 70 ГСП 17-700-014 ДРИ700-5 ГСП 17-700-114 ГСП 17-700-024 ДРИ700 IP20, 5'0 0,32 ГСП 17-700-124 73 Окончание табл. 23 Тип светильника Тип лампы Тип КСС КПД, % Степень защиты Коэффициент мощности ГСП17-700-015 ДРИ2000 К 70 IP20, 5'0 0,32 ГСП 17-700-115 ГСП 17-700-025 ГСП 17-700-125 ГСП 17-2000-014 Г 0,53 ГСП 17-2000-024ГСП 17-2000-015 ДРИ2000-6 ДРИ250-5 IP20 ГСП 17-2000-025 ГСП 18-250-004 Д 0,32 ГСП 18-250-005 Г 75 ГСП 18-250-006 ДРИ250-5 ДРИ400-5 К 75 ГСП 18-400-004 Д 70 ГСП 18-400-005 Г 75 ГСП 18-400-006 ДРИ400-5 ДРИ700-5 К 75 ГСП 18-700-004 Д 70 ГСП 18-700-005 Г 75 ГСП 18-700-006 ДРИ700-5 Г 75 IP23, IP54 0,32 ГСП 19-700 ДРИ700-5 Г 60–70 IP23, IP54 0,85 ГСП 19-1000 ДРИ1000-5 Г 60–70 IP23, IP54 ГСП20-2000 ДРИ2000 К 60–70 IP23,1Р54 Выбор светильников с газоразрядными лампами высокого дав- ления зависит от нормируемой освещенности и строительных пара- метров освещаемого помещения. Для осветительных установок нормируемыми освещенностями от 150 лк до 500 лк можно вос- пользоваться следующими обобщенными рекомендациями: – светильники с лампами типа ДРЛ мощностью от 250 до 200 Вт, имеющие КСС типа Д целесообразно применять в помещениях вы- сотой до 6–7 м при строительном модуле 6×6 м и высотой до 9–12 м при строительных модулях 6×12, 6×18 и 6×24 м; – светильники с лампами ДРЛ мощностью от 250 до 2000 Вт имеющие КСС типа Г, целесообразно использовать в более высоких помещениях; при строительном модуле 6×6 м – до высот 10–11 м при модуле 6×12 м – до 12–13 м, при модулях 6×18, 12×18 и 6×24 м до 18–20 м; 74 – светильники с лампами ДРИ (мощностью от 250 до 2000 Вт) имеющие КСС типа Д, целесообразно применять в помещениях вы- сотой 6–7 м при строительных модулях 6×6, 6×12, 6×18, 6×24 м и высотой до 9 м при строительном модуле 12×18 м; – светильники с лампами ДРИ (мощностью от 250 до 2000 Вт) имеющие КСС типа Г целесообразно использовать в соответствен- но более высоких помещениях: при строительном модуле 6×6 м – до высоты 11 м, при строительном модуле 6×12 м – до высоты 14,5 м при модулях 6×18, 12×18 и 6×24 м – до высот 16–20 м. Выбор места расположения светильников При локализованном освещении вопрос о выборе места распо- ложения светильника должен решаться индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от характера деятельности. При общем равномерном освещении, а по возможности и при локализованном освещении светильники с лампами накаливания, лампами типов ДРЛ, ДРИ и натриевыми лампами рекомендуется располагать по вершинам квадратных, прямоугольных (с отноше- нием большей стороны прямоугольника к меньшей не более 1,5) или ромбических (с острым углом ромба близким к 60°) полей. Для размещения светильников должны быть известны следую- щие размеры. Н – высота помещения, м; hр – высота расчетной поверхности над полом, м (если значение hр неизвестно, то принимается высота условной рабочей поверхно- сти 0,8 м); hс – расстояние от светильника до перекрытия («свес»), м (при- нимается 0–1,5 м); L – расстояние между соседними светильниками в ряду или ря- дами светильников, м; Hр – расчетная высота от условной рабочей поверхности до све- тильника, м: Нр = Н hс – hр; (60) l – расстояние от крайних светильников или рядов светильнике до стены, м (принимается (0,3–0,5)1, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест); 75 А – длина помещения, м; В – ширина помещения, м. Рис. 29. Размещение светильников Распределение освещенности по освещаемой поверхности опре- деляется типом кривой силы света и отношением расстояния между соседними светильниками или рядами к высоте их установки над рабочей поверхностью (L/Hр). Для каждой КСС существует наивы- годнейшее значение, обеспечивающее наибольшую равномерность распределения освещенности и максимальную энергетическую эф- фективность. Таблица 24 Рекомендуемые значения отношений L/Hр L/Hр Тип КСС К Г Д М Л 0,4–0,7 0,8–1,1 1,4–1,6 1,8–2,6 1,6–1,8 Допускается увеличение указанных в табл. 15 значений отноше- ний L/Hр не более чем на 30 % , кроме КСС типа К. Определив Hр и задавшись значением L/Hр, вычисляют расстоя- ние L. Далее производится расчет числа рядов светильников 12  L lBR , (61) 76 а также числа светильников в ряду 12  L lANR . (62) Полученные результаты округляются до ближайшего целого числа, после чего пересчитываются реальные расстояния: – между рядами светильников: 1 2   R lBLB ; (63) – между центрами светильников в ряду 1 2   R A N lAL . (64) Для прямоугольных помещений проверяется условие 1 < LA/LB < 1,5. Если LA/LB < 1, то необходимо уменьшить число светильников в ряду на один или увеличить число рядов на один. В тех случаях, когда LA/LB > 1,5, необходимо увеличить число светильников в ряду на один или уменьшить число рядов на один. Общее число светильников определяем по формуле (65). RCB NRN  . (65) Светильники с люминесцентными лампами могут располагать вплотную друг к другу либо с разрывами (не более 0,5 Hр). При этом расстояние между соседними светильниками в ряду 1 2   R cR A N lNlAL , (66) где lс – длина одного светильника. В процессе расчетов необходимо следить, чтобы суммарная дли- на светильников с люминесцентными лампами в одном ряду не превышала длины помещения. 77 Методы светотехнического расчета электрического освещения При проектировании осветительных установок целью расчета является определение числа и мощности ламп светильников, необ- ходимых для обеспечения заданной освещенности. Если для освещения предусматриваются лампы накаливания или газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и другие, то число и месторасположение светильников определяют до расчета освещения, а в процессе расчета находят необходимую мощность источника света. При использовании люминесцентных ламп сначала намечают число и расположение рядов светильников, а затем определяют ко- личество и мощность ламп, установленных в каждом ряду. В результате светотехнического расчета освещения вычисляется значение светового потока принятого источника света Флр, на осно- вании которого по справочной литературе выбирается стандартная лампа определенной мощности и светового потока, значение кото- рого не должно отличаться от Флр более чем на –10...+20 %. Если такой источник подобрать не удается, то принимается лампа со зна- чением светового потока, ближайшим к Флр, а далее корректируется число светильников в помещении и осуществляется повторный рас- чет освещения. Для расчета освещения применяются два основных метода: ко- эффициента использования светового потока и точечный метод. Метод коэффициента использования светового потока предназна- чена для расчета общего равномерного освещения при отсутствии крупных затеняющих предметов. Точечный метод следует использовать для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределе- нии освещенности. Данный метод применяется при расчете общего равномерного освещения (при наличии существенных затенений), местного, общего локализованного, аварийного, а также освещения наклонных поверхностей. Метод коэффициента использования светового потока. Рас- четное значение светового потока одной лампы в каждом светиль- нике определяется по формуле (67). 78 ,Ф оу зHлр   N zFKE (67) где ЕН – нормируемое значение освещенности, лк; Kз – коэффициент запаса (для торговых предприятий значение коэффициента Kз принимают равным 1,6); F – освещаемая площадь, м2; оу – коэффициент использования светового потока освети- тельной установки, о.е.; z – отношение средней освещенности к минимальной. Коэффициент z характеризует неравномерность освещенности и в значительной степени зависит от соотношения L/Hp. Если это со- отношение находится в диапазоне рекомендуемых значений (табл. 24), то можно принять: z = l,15 для ламп накаливания, газоразрядных ламп высокого давления типов ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и др.; z = 1,10 для люминесцентных ламп, расположенных в виде све- тящих линий. Под коэффициентом использования светового потока понимают отношение светового потока, падающего на расчетную поверх- ность, к световому потоку источника света. Его значение принима- ется по табл. 25 в зависимости от коэффициентов отражения по- верхностей помещения: потолка – рп, стен – рс (табл. 26), расчетной поверхности – рр (обычно принимается 0,1) и от индекса помещения  BAH BAiП   p . (68) По найденному значению Флр выбирается лампа ближайшей стандартной мощности, значение светового потока которой отлича- ется от Флр не более чем на –10 ... +20 %. При расчете люминесцентного освещения первоначально намеча- ется число рядов R, которое подставляется в формулу вместо N и тогда под Флр следует подразумевать световой лоток ламп одно ряда ФRp: оу зHрФ   R zFKE R . (69) 79 Таблица 25 Коэффициент использования светового потока Тип КСС Значение оу , % при рп = 0,7; рс = 0,5; рр = 0,3 и iп равном при рп = 0,7; рс = 0,5; рр = 0,1 и iп равном 0,6 0,8 1,25 2 3 5 0,6 0,8 1,25 2 3 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 М 35 50 61 73 83 95 34 47 56 66 75 86 Д-1 36 50 58 72 81 90 36 47 56 63 73 79 Д-2 44 52 68 84 93 103 42 51 64 75 34 92 Г-1 46 60 75 90 101 106 48 57 71 82 89 94 Г-2 58 68 82 96 102 109 55 64 78 86 92 96 Г-3 64 74 85 95 100 105 62 70 79 80 90 93 Г-4 70 77 84 90 94 99 65 71 78 83 86 87 К-1 74 83 90 96 100 106 69 76 83 88 91 92 К-2 75 84 95 104 108 115 71 78 87 95 97 100 К-3 76 85 96 106 110 116 73 80 90 94 99 102 Л 32 49 59 71 83 91 31 46 55 65 74 83 М 26 36 46 56 67 80 32 45 55 67 74 84 Д-1 28 40 49 59 68 74 36 48 57 66 76 85 Д-2 33 43 56 74 80 76 42 51 65 71 90 85 Г-1 42 52 69 78 73 76 45 56 65 78 76 84 Г-2 48 60 73 84 90 94 55 66 80 92 96 403 Г-3 57 66 76 84 84 91 63 72 83 91 96 100 Г-4 62 69 76 81 84 85 68 73 81 87 91 94 К-1 65 73 81 86 89 90 70 78 86 92 96 100 К-2 67 75 84 93 97 100 72 80 91 99 103 108 К-3 68 77 86 95 98 101 74 83 93 101 106 170 Л 24 40 50 62 71 77 32 47 57 69 79 90 М 31 43 53 63 72 80 23 36 45 56 65 75 Д-1 34 47 54 63 70 77 27 40 48 55 65 73 Д-2 40 48 61 74 82 84 33 42 52 69 75 86 Г-1 44 53 69 77 83 80 41 48 64 76 70 88 Г-2 53 63 76 85 90 94 48 58 72 83 86 93 Г-3 61 68 78 84 88 91 57 65 75 83 86 90 Г-4 65 71 78 81 84 85 62 68 74 81 83 85 К-1 68 77 83 86 89 90 64 73 80 86 88 90 К-2 71 78 87 93 98 99 68 74 84 92 93 99 К-3 72 79 88 94 97 99 68 76 85 93 95 99 80 Окончание табл. 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Л 30 45 55 65 70 78 24 40 49 60 70 76 М 17 29 38 46 58 67 16 28 38 45 55 65 Д-1 27 35 42 52 61 68 21 33 40 49 58 66 Д-2 28 36 48 63 75 81 25 33 47 61 70 78 Г-1 35 45 60 73 68 77 34 44 56 71 68 74 Г-2 43 54 68 79 85 90 43 53 66 77 82 86 Г-3 53 62 73 80 84 86 53 61 71 78 82 85 Г-4 61 66 72 78 81 83 59 65 71 78 80 81 К-1 62 71 77 83 86 88 60 69 77 84 85 86 К-2 63 72 80 89 93 97 65 71 79 88 92 95 К-3 64 73 83 90 94 97 64 72 81 88 91 94 Л 20 35 44 48 65 69 17 33 42 53 63 70 Л-Ш – – – – – – 12 26 35 47 58 68 Ш – – – – – – 9 17 25 36 49 62 Таблица 26 Коэффициенты отражения стен и потолка Отражающая поверхность Коэффициенты отражения, % Плоскость с белой поверхностью (побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами) 70 Плоскость со светлой поверхностью 50 Плоскость с серой поверхностью 30 Плоскость с темной поверхностью (окрашенные темные потолки и стены, сплошное остекленение без штор, сте- ны с темными обоями) 10 Далее определяется количество светильников в одном ряду: лсв р Ф Ф  nN R R , (70) где псв – число ламп в одном светильнике; Фл – световой поток одной лампы, лм. При этом расстояние между соседними светильниками в ряду не должно превышать 0,5Hр. 81 Расчет освещенности по удельной мощности. Метод расчета ос- вещенности по удельной мощности является одним из упрощенных вариантов расчета освещенности с применением коэффициента ис- пользования. Удельная мощность осветительной установки определяется по формуле (71). F NPp  лy , Вт/м2, (71) где Рл – мощность одной лампы, Вт; N – число ламп; F – площадь освещаемой поверхности, м2. Приняв значение удельной мощности в соответствии с заданны- ми условиями, можно определить расчетное значение требуемой мощности одной лампы: N Fp P  yрл , Вт, (72) по которому выбирается лампа ближайшей стандартной мощности (табл. 25–29). Таблица 27 Удельная мощность общего равномерного освещения светильников с лампами накаливания мощностью 100–200 Вт Нр, м F, м2 Удельная мощность светильников с КСС, Вт/м 2 Д-1 Д-2 Д-3 Г-1 Г-2 Г-3 1 2 3 4 5 6 7 8 2–3 10–15 28,8 25,4 24,3 20,1 17,5 16,9 15–25 23,2 20,5 20,5 17,5 15,2 14,8 25–50 20,5 18,4 17,5 15,2 13,7 13,3 50–150 16,9 15,2 13,9 12.7 12,0 11,7 150–300 14,8 13,2 12,9 11,7 11,2 11,8 Свыше 300 13,0 12,1 11,5 11,1 10,8 10,8 3–4 10–15 50,8 41,1 33,4 26,7 22,2 21,3 15–25 38,1 32,3 28,1 22,7 19,1 18,7 20–30 28,8 25,4 24,3 20,1 17,2 16,9 30–50 23,2 20,5 20,5 17,5 15,2 14,9 50–120 19,8 17,8 16,7 14,6 13,2 13,0 120–300 16,9 15,0 13,9 12,6 11,9 11,9 Свыше 300 13,5 12,7 12,1 11,4 11,0 11,0 82 Окончание табл. 27 1 2 3 4 5 6 7 8 4–6 10–17 97,1 62,8 53,4 36,8 28,1 28,8 17–25 59,3 46,4 38,1 28,8 23,7 23,7 25–35 42,7 38,1 30,5 24,3 20,5 20,9 35–50 33,3 28,8 26,0 21,3 18,4 18,1 50–80 24,3 22,2 22,2 18,7 16,2 15,7 80–150 21,8 19,4 18,7 16,2 14,4 14,0 150–400 18,4 16,4 15,2 13,7 12,6 12,3 Свыше 400 14,4 13,3 12,7 11,7 11,4 11,1 Примечание. Освещенность 100 лк; рп = 0,5; рс= 0,3; pр= 0,1; Kз = 1,3, z = 1,15; условный КПД = 100 %. Таблица 28 Удельная мощность общего равномерного освещения светильников с лампами накаливания мощностью 100–200 Вт Нр, м F, м2 Удельная мощность светильников с КСС, Вт/м 2 Д-1 Д-2 Д-3 Г-1 Г-2 Г-3 2–3 10–15 46,5 37,6 30,5 21,4 20,3 19,5 15–20 34,9 29,6 25,7 20,8 17,4 17,1 20–30 26,4 23,3 22,2 18,4 15,8 15,5 30–50 21,2 18,8 18,8 16,0 13,9 13,7 2–3 50–120 18,1 16,3 15,3 13,4 12,1 11,9 120–300 15,5 13,8 12,7 11,5 10,8 10,8 Свыше 300 12,4 11,6 11,1 10,4 10,1 10,1 3–4 10–17 88,8 57,5 48,8 33,7 25,7 26,4 17–25 54,3 42,5 34,9 26,4 21J 21,7 25–35 39,1 34,9 27,9 22,2 18,8 19,2 35–50 30,5 25,4 23,8 19,5 16,8 16,6 50–80 22,2 20,4 20,4 17,1 14,8 14,4 80–150 19,9 17,8 17,1 14,8 13,2 12,8 150–400 16,8 15,0 14,0 12,5 11,5 11,2 Свыше 400 13,2 12,2 11,6 10,7 10,4 10,2 4–6 25–35 75,2 54,3 42,5 30,5 24,4 23,8 35–50 51,4 42,5 34,9 25,7 21,2 20,8 50–65 40,7 34,9 27,9 22,7 18,8 18,4 65–90 32,6 27,9 24,4 20,3 17,1 16.8 90–135 24,4 21,7 21,2 17,8 15,3 15,0 135–250 20,3 18,1 18,1 15,5 13,6 13,2 250–500 17,8 16,0 15,0 13,2 П,9 11,8 Свыше 500 13,2 12,2 11,6 10,7 10,4 10,2 83 Примечание. Освещенность 100 лк; рп = 0,5; рс = 0,3; pр = 0,1; Kз = 1,3; z = 1,15; условный КПД = 100 %. Таблица 29 Удельная мощность общего равномерного освещения светильников с люминесцентными лампами типа ЛБ Нр, м F, м2 Удельная мощность светильников с КСС, Вт/м 2 Д-1 Д-2 Д-3 Г-1 2–3 10–15 6,1 5,2 5,0 4,1 15–25 4,8 4,2 4,2 3,6 25–50 4,2 3,8 3,6 3,1 50–150 3,5 3,1 2,9 2,6 150–300 3,0 2,8 2,6 2,5 Свыше 300 2,7 2,5 2,5 2,3 3–4 10–15 10,5 8,5 4,9 5,5 15–20 5,4 4,9 4,2 4,7 20–30 5,9 5,2 5,0 4,2 30–50 3,7 3,7 4,2 3,6 50–120 4,1 3,7 3,4 3,0 120–300 3,5 3,1 2,9 2,6 Свыше 300 2,8 2,6 2,3 2,3 4–6 10–17 20,0 12,9 11,0 7,6 17–25 12,2 9,6 7,8 5,9 25–35 8,8 7,8 6,3 5,0 35–50 6,9 5,9 5,4 4,4 50–80 5,0 4,6 4,6 3,8 80–150 4,5 4,0 3,8 3,3 150–400 3,5 3,4 3,1 2,8 Свыше 400 3,0 2,8 2,6 2,4 Примечание. Освещенность 100 лк; рп = 0,5; рс = 0,3; pр = 0,1; Kз = 1,3; z = 1,1; условный КПД = 100 %. Расчет по методу удельной мощности допускается производить только для общего равномерного освещения при отсутствии круп- ных затенений и в пределах тех данных, для которых составлены таблицы. При пользовании ими следует учитывать следующие осо- бенности: – если значение освещенности и коэффициента запаса, принятых для расчета, отличаются от указанных в таблице, следует произво- дить пропорциональный перерасчет значения удельной мощности; 84 – если значения коэффициентов отражения поверхностей поме- щения отличаются от принятых в таблице (помещения более тем- ные или более светлые), допускается соответственно увеличить или уменьшить удельную мощность на 10 %; – значения удельной мощности для ламп накаливания указаны для напряжения 230 В; – в таблицах указаны значения удельной мощности для КПД светильника 100 %; для получения значения удельной мощности при меньшем КПД следует табличное значение разделить на выра- женный в долях единицы КПД светильника; – при использовании для освещения помещения энергоэконо- мичных люминесцентных ламп мощностью 36 Вт допускается оп- ределять удельную мощность по таблице для стандартных люми- несцентных ламп мощностью 40 Вт. Перерасчет удельных мощностей с учетом фактических исход- ных данных можно производить по выражению (73). 100з.т нзут y   K EKp p , (73) где рут – табличное значение удельной мощности освещения; Kз и Kзт – фактический и табличный коэффициенты запаса; Ен – величина нормированной освещенности; η – КПД выбранного светильника в относительных единицах (η = –0,5...0,8). Расчет освещенности по методу удельной мощности осуществ- ляется в следующем порядке: для освещаемого помещения опреде- ляют значения расчетной высоты Нр, нормируемой освещенности, тип и число светильников. По соответствующей таблице находится значение удельной мощности, находится расчетное значение удель- ной мощности одной лампы и подбирается лампа ближайшей стан- дартной мощности. Если расчетная мощность лампы оказывается большей, чем допускается в принятых светильниках, следует уточ- нить число светильников для данной мощности лампы. Точечный метод расчета освещенности. При расчетах, прово- димых точечным методом, светильник представляется точечным, т.е. его размеры считаются малыми по сравнению с расстоянием до ос- 85 вещаемой им точки пространства (его размеры не превышают 0,2 расстояния до освещаемой точки). К точечным источникам относятся например, прожекторы, светильники с лампами накаливания и газо- разрядными лампами высокого давления типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и др. Расчету освещенности должен предшествовать выбор типа све- товых приборов, расположения и высоты подвеса их над рабочей поверхностью (Нр), нормируемого значения освещенности (Ен). Расчетная точка освещается практически всеми светильниками, находящимися в помещении, однако учитывают обычно только действие ближайших световых приборов. В качестве контрольных выбираются точки с наименьшей осве- щенностью, но не следует их принимать у стен или в углах поме- щение подобных точках есть рабочие места, то создание требуемой освещенности у них обеспечивается установкой дополнительных источников или ламп большей мощности. При расположении све- тильников рядами контрольная точка выбирается между рядами на расстоянии от торцевой стены, примерно равном расчетной высоте. Освещенность элемента поверхности на горизонтальной плоско- сти можно рассчитать по формуле (74). 2 pз 3cos HK IE    , (74) где Kз – коэффициента запаса; μ – коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий освещенность, создаваемую от неучтенных светильников, стен и потолка (принимается равным 1,1–1,2). Расчет освещенности на горизонтальной плоскости с использо- ванием формулы осуществляется в следующем порядке: – определяется тангенс угла падения светового луча в расчетную точку p tg H d ; (75) – по найденному значению tgα определяется угол α и cos3α; – по КСС принятого светильника с условной лампой со световым потоком 1000 лм для найденного угла α определяется сила света 86 Iα(1000) по таблицам [13] и рассчитывается значение освещенности создаваемой этим светильником: 2 3 )1000( )1000( cos pH I E   ; (76) – искомая освещенность от светильника со световым потоком Фл 1000 Ф з л)1000(   K E E , лк. (77) В случае, когда расчетная точка освещается несколькими источ- никами света, необходимо рассчитать освещенности от каждого ис- точника, а искомая освещенность определяется как их сумма: n n i EEEE   ...21 1 , (78) где п – количество источников света. Далее проверяется, обеспечивается ли требуемая освещенность в расчетной точке. Если задана нормируемая освещенность Ен и требуется опреде- лить мощность лампы, необходимую для обеспечения этой осве- щенности на горизонтальной поверхности, расчетное значение све- тового потока лампы выражают из формулы (79):   )1000( знлр 1000Ф E KE , лм. (79) С учетом вышесказанного    3)1000( 2 pзн лр cos 1000Ф I HKE , лм. (80) 87 По найденному значению светового потока выбирается лампа стандартной мощности и светового потока, значение которого от- личается от Флр на более чем на –10 ... +20 %. Расчет освещения торгового предприятия В курсовом проекте светотехнический расчет проводят для по- мещений торгового предприятия, с учетом того, что условия окру- жающей среды нормальные, температура воздуха в помещении 25 °C, имеется естественное освещение через окна. В качестве входных данных используются данные первого раздела данного ме- тодического пособия (табл. 1 и 5). Порядок расчета для торгового зала следующий. 1. С учетом исходных данных из соображений экономичности и удобства эксплуатации для освещения торгового зала принимаем светильники с люминесцентными лампами типа ЛБ (табл. 21). 2. Производим размещение светильников. Определим высоту ус- тановки светильников НР над освещаемой поверхностью, приняв высоту расчетной поверхности над полом hР = 0,8, а расстояние от светильника до перекрытия hс = 0,1 м по формуле (81). НР = Н – hс – hР, (81) 3. Выбираем тип светильников по табл. 21 и выписываем их сте- пень защиты и КСС. По табл. 24 принимаем значение L/Hр по за- данному значению КСС. 4. Определяем расстояние между рядами светильников через из- вестное значение L/Hр. Задаются расстоянием от крайних светиль- ников или рядов светильнике до стены l, м (принимается (0,3–0,5)l, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест). 5. Определяется число рядов светильников 12  L lBR , (82) а также число светильников в ряду 12  L lANR . (83) 88 Полученные результаты округляются до ближайшего целого числа, после чего пересчитываются реальные расстояния LA и LB. Проверяется выполнение соотношения 1 < LA/LB < 1,5. Если LA/LB < 1, то необходимо уменьшить число светильников в ряду на один или увеличить число рядов на один. В тех случаях, когда LA/LB > 1,5, необходимо увеличить число светильников в ряду на один или уменьшить число рядов на один. Примерное размещение светильников представлено на рис. 30. Рис. 30. Примерное размещение светильников в торговом предприятии 89 6. Далее методом коэффициента использования определяем рас- четное значение светового потока одной лампы, принимая норми- руемую освещенность Ен = 400 лк и коэффициент запаса Kз = 1,6. Индекс помещения рассчитываем по формуле (84).  BAH BAiП   р . (84) 7. По табл. 25 для соответствующей КСС и коэффициентов от- ражения потолка, стен и рабочей поверхности соответственно 50, 30, 10 % определяют коэффициенты использования светового пото- ка оу для ближайших значений iп (меньшего и большего в табли- це). Затем, интерполируя значения, определяют нужный коэффици- ент использования светового потока оу по формуле (85).  minоуmaxоу minПmaxП ПminПрасч minоуоу   ii ii . (85) 8. Вычисляем значение освещаемой площади F и, приняв коэф- фициент неравномерности освещенности z = 1,10, определяем рас- четное значение светового потока (N – количество светильников в торговом зале): оу знлрФ   N zFKE . (86) По величине Флр и по таблице принимают для освещения лампы с определенной мощностью и световым потоком Фл, лм, значение которого не должно отличатся более чем на –10 ... +20 %. При расчете люминесцентного освещения первоначально намеча- ется число рядов R, которое подставляется в формулу вместо N и тогда под Флр следует подразумевать световой лоток ламп одно ряда ФRp: оу знрФ   R zFKE R . (87) 90 Далее определяется количество светильников в одном ряду лсв р Ф Ф  nN R R , (88) где псв – число ламп в одном светильнике; Фл – световой поток одной лампы, лм. 9. Расстояние между соседними светильниками в ряду (приняв, что расстояние от торцов крайних светильников до стен l = 0,5 м) определяют по формуле (89). 1 2 с   R R A N lNlAL , (89) где lс – длина одного светильника. 10. Рассчитываем расстояние между рядами светильников, при- няв расстояние от рядов до стен l = 1,5 м: 1 2   R lBLB . (90) По схожей методике рассчитываются параметры освещения для других помещений торгового предприятия. Над выходами из торгового предприятия устанавливаются све- тильники с пиктограммой «Выход» типа ЛБО22-6 с люминесцент- ной лампой мощностью 6 Вт. Расчет системы энергообеспечения торгового предприятия Питание торгового предприятия осуществляется в соответствии со схемой, показанной на рис. 32, от двухтрансформаторной под- станции с трансформаторами типа ТМГ-1000, имеющими следую- щие паспортные данные: ΔРкз = 10,8 кВт, UК = 5,5 %. Трансформа- торы работают с коэффициентом мощности нагрузки cosφ = 0,9, коэффициент загрузки трансформаторов βT = 0,8. Щиток рабочего освещения ЩО проектируемого торгового предприятия питается от 91 распределительного щитка освещения РЩО1. Суммарные приве- денные моменты МПР, расчетные нагрузки РР и коэффициенты cosφ представлены в табл. 2 по вариантам. Рис. 32. Схема питания торгового предприятия 1. Первым этапом по расчету системы энергообеспечения торго- вого предприятия является поиск основных решений по конструк- тивному исполнению осветительных сетей. Так, для рис. 33 – линии С1–С6 принимаем в однофазном исполнении и выполняем трех- жильным кабелем (фаза L1, нулевые кабели N и PE). Питающая линия (П1, П2) выполняется пятижильным кабелем, проложенным на лотках. Из экономических соображений для всех линий выбираем кабели с алюминиевыми жилами марки АВВГ. 2. Далее определяют длины участков линий (до первого светиль- ника, до разветвления, между соседними светильниками и т.д.) по плану торгового предприятия с учетом горизонтальной и верти- кальной прокладки кабелей, а также размерами (табл. 1). Их рассчи- тывают и указывают на плане торгового предприятия. 3. Определяем расчетные нагрузки в линии (для всех линий по- очередно (С1, С2, … Сn, П1, П2, … Пn)) по формуле (91). , 1 НОМПРАc   n i iiP PKKP (91) где Kс – коэффициент спроса осветительной нагрузке; KПРАi – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирую- щей аппаратуре i-й лампы; РНОМi – номинальная мощность i-й лампы; n – количество ламп, установленных в линии. 92 В нашем случае коэффициент спроса для расчета питающей сети Kс следует принять равным 1. Коэффициент Kс для линии П1 и П2 следует принять 0,95 и 1,0 соответственно. Значение коэффициента KПРА принимается равным: 1,0 – для ламп накаливания; 1,1 – для люминесцентных ламп, галогенных ламп и ламп типа ДРЛ, ДРИ. Рис. 33. Осветительная сеть торгового предприятия 93 4. На следующем этапе необходимо определить сечения провод- ников линии, питающей РЩО1. Для этого вначале определяют по- терю напряжения в силовом трансформаторе   sincos кркатт UUU , (92) где βт – коэффициент загрузки трансформатора; Uка и Uкр – активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, %; cosφ – коэффициент мощности нагрузки трансформатора. Значения Uка и Uкр определяются по формулам (93) и (94). ном кка 100 S PU  , (93) 2ка2ккр UUU  , (94) где ΔРк – потери короткого замыкания, кВт; Sном – номинальная мощность трансформатора, кВ·А; Uк – напряжение короткого замыкания, %. Допустимое значение потери напряжения в сети рассчитывается по формуле (95). тдоп 10 UU  . (95) 5. Для выбора сечения жил питающих кабелей определяют соб- ственные моменты нагрузок соответствующих линий (рис. 33) В общем случае для линии длиной L с сосредоточенной нагруз- кой Рр момент нагрузки (питающие линии П1, П2) М = Рр · L. (96) Если группа светильников одинаковой мощности (С1, С2, С3) присоединяется к групповой линии с равными интервалами l, то рассредоточенная нагрузка линии заменяется суммарной сосредо- 94 точенной, приложенной в середине участка. Значение L определяет- ся по формуле (97). 2 1 1  RNllL , (97) где l1 – длина участка линии от осветительного щитка до первого светильника; NR – число светильников в одном ряду. Если линия (линии С6) состоит из нескольких участков с раз- личными нагрузками (рис. 34), то суммарный момент нагрузки ра- вен сумме моментов нагрузок отдельных участков: М = (Р1 + Р2 + Р3 + Р4) · l1 + (P2 + P3 + P4) · l2 + (P3 + P4) · l3 + P4 · l4 или (98) М = Р1 · l1 + P2 · (l1 + l2) + P3 · (l1 + l2 + l3) + P4 · (l1 + l2 + l3 + l4). ИП P1 P2 P3 P4 Рис. 34. Схема осветительной сети. ИП – источник питания 6. После расчета соответствующих моментов нагрузок рассчиты- вается приведенный момент нагрузки линии, питающей РЩО1:   mMMПP , (99) где M – сумма моментов данного и всех последующих по на- правлению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на данном участке; 95   m – сумма приведенных моментов участков с другим чис- лом проводов; α – коэффициент привидения моментов (табл. 30). Таблица 30 Значения коэффициентов привидения моментов Линия Ответвление Коэффициент приви-дения моментов α Трехфазная с нулевым рабочим проводником Однофазное 1,85 Трехфазная с нулевым рабочим проводником Двухфазное с нулевым рабочим проводником 1,39 Двухфазное с нулевым рабочим проводником Однофазное 1,33 Трехфазная без нулевого рабочим проводником Двухфазное (двухпро- водное) 1,15 7. Тогда сечение жил питающего кабеля определится по форму- ле (100). доп ПР UC MF  . (100) Таблица 31 Значение коэффициента С для расчета сети по потере напряжения Номинальное напряжение сети, В Система сети и род тока Значение коэффициента для проводников из меди алюминия 440/230 Трехфазная с нулем 79 48 230 Трехфазная без нуля 26 16 440/230 Двухфазная с нулем 35 21,5 230 Однофазная переменного или двухпроводная по- стоянного тока 13 8 Полученное значение сечения округляют до ближайшего боль- шего стандартного и выбирают кабель (табл. 32). 96 Таблица 32 Допустимые длительные токи для кабелей напряжением до 1кВ с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток для кабелей, А, одножильных двухжильный трехжильных при прокладке в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле 2,5 23 21 34 19 29 4 31 29 42 27 38 6 38 38 55 32 46 10 60 55 80 42 70 16 75 70 105 60 90 25 105 90 135 75 115 35 130 105 160 90 140 50 165 135 205 110 175 70 210 165 245 140 210 95 250 200 295 170 255 120 295 230 340 200 295 150 340 270 390 235 335 Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабе- лей на напряжение до 1 кВ могут приниматься как для трехжильных с ко- эффициентом 0,92 8. Далее проверяют выбранную марку кабеля по условию допус- тимого нагрева      n i Pi Pi n i i P P 1 1 coscos , (101) где icos – коэффициент мощности нагрузки i-й линии; PiP – расчетная мощность осветительной нагрузки i-й линии; n – количество групповых линий. 97 Светильники на две и более люминесцентные лампы комплек- туются ПРА, обеспечивающими cos не менее 0,92, а на одну лам- пу – 0,85. Большинство светильников с газоразрядными лампами высокого давления (галогенные и лампы типа ДРЛ, ДРИ и т.п.) при напряжении 230 В имеют нескомпенсированные ПРА со средним значением 5,0cos  . Для светильников с лампами накаливания 1cos  . Соответствующие коэффициенты мощности будут иметь нагрузки осветительных линий. 9. Расчетный ток линии (для однофазной сети) находят по фор- муле (102):  cosф ном.U PI PP , (102) где ф ном.U – соответствующее номинальное фазное напряжение сети, (0,23 кВ). При правильно выбранном кабеле расчетный ток должен быть меньше допустимого длительного тока (табл. 32). 10. Определяется фактическая потеря напряжения по выбранно- му сечению F: FC MU  , (103) и определяется оставшаяся величина допустимой потери напряжения .допдоп/ UUU  (104) 11. Следующим этапом расчета является подбор сечений про- водников, питающей ЩО. Для этого по формуле (99) определяют приведенный момент нагрузки линии П2 и по формуле (100) с уче- том оставшейся величины допустимой потери напряжения допU / (результат расчета по формуле (104)) определяют сечение провод- ников. Далее по формулам (101)–(104) проводят необходимые про- верки и определяют оставшуюся величину допустимой потери на- пряжения доп//U . 98 12. Далее, исходя из оставшейся величины допустимой потери напряжения, определяют сечение жил кабеля однофазных линий (С1, С2, …). Сечение проводников (мм2) осветительной сети по оставшейся величине потере напряжения определяется по формуле (105): доп//UC MF  , (105) где М – момент нагрузки рассматриваемого участка сети, кВт·м; Далее по формулам (101)–(104) проводят необходимые проверки и определяют фактические потери напряжения по выбранному се- чению F. 13. Результаты расчетов сводятся в таблицу где для каждой ли- нии указывают: обозначение линии (С1, С2, ….), сечение жилы по потере напряжения (выбранное значение), расчетный ток линии, марка кабеля, количество и сечение жил, допустимый ток кабеля и фактическая потеря напряжения. 14. Следующим этапом проектирования системы энергообеспе- чения является выбор осветительных щитков и защитных аппара- тов. Щетки освещения выбираются в зависимости от требуемого количества автоматических выключателей и расчетных токов при- соединяемых линий. Для рабочего освещения принимаем группо- вые щетки серии ЩО 8505 (табл. 34) с однополюсными выключате- лями типа ВА61F29-1B на групповых линиях. Таблица 33 Технические данные осветительных групповых щитков серии ЩО 8505 Номер схемы Тип щитка Номинальный ток расцепителя выключателя ввода Выключатели групповых линий Наибольший номинальный ток расцепителя, А Максимальное количество вы- ключателей, шт. 1 2 3 4 5 02 ЩО 8505-0206 31,5 6 02 ЩО 8505-0209 20,0 9 03 ЩО 8505-0306 31,5 6 03 ЩО 8505-0209 20,0 9 99 Окончание табл. 33 1 2 3 4 5 04 ЩО 8505-0406 63 31,5 6 06 ЩО 8505-0506 63 31,5 2 12 ЩО 8505-1212 16,0 12 12 ЩО 8505-1215 12,5 15 12 ЩО 8505-1218 10,0 18 13 ЩО 8505-1312 16,0 12 13 ЩО 8505-1315 12,5 15 13 ЩО 8505-1318 10,0 18 14 ЩО 8505-1409 63 20,0 9 14 ЩО 8505-1412 16,0 12 14 ЩО 8505-1415 12,5 15 16 ЩО 8505-1603 63,0 3 16 ЩО 8505-1604 31,5 4 16 ЩО 8505-1605 31,5 5 16 ЩО 8505-1606 20,0 6 16 ЩО 8505-1607 63 20,0 7 Таблица 34 Технические характеристики автоматических выключателей ВА61 Тип выключателя Количество полюсов Номиналь- ный ток автомата, А Номинальный ток расцепителя, А Кратность тока отсечки ВА62F29-3С 3 63 0,5; 0,8; 1; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63 5; 10 ВА62F29-1B 1 63 0,5; 0,8; 1; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63 3; 5 При выборе щитка желательно, чтобы один-два выключателя ос- тавались резервными. В щитке типа ЩО 8505 применяются автоматические выключа- тели с комбинированными расцепителем, ими осуществляется за- щита всех линий от токов КЗ и длительной перегрузки. Выбор номинального тока расцепителя автомата, защищающего линию, производится по условию (106) 100 .PPHOM II  (106) Из табл. 30 выбирают PHOMI  округленное в большую сторону значение PI . При установке автоматов в закрытых щитках рабочий ток групповой линии не должен превышать PHOMI 9,0 . Кратность тока отсечки автомата (для однополюсного выключа- теля типа ВА61F29-1B) по отношению к номинальному току расце- пителя принимают равным 3. 15. Выбранные аппараты защиты указываются в таблице: обо- значение защищаемой линии, расчетный ток линии, количество ав- томатов, тип автомата, номинальный ток расцепителя, кратность токовой отсечки, ток срабатывания расцепителя (определяется ум- ножением кратности тока на номинальный ток расцепителя). На основе проведенных вычислений и принятых проектных ре- шений составляется расчетная схема электрообеспечения торгового предприятия и строится принципиальная схема питающей сети. Построение расчетной схемы На расчетной схеме (рис. 35) указывается:  над осветительной линией: 1 – маркировка линии – 2 – расчетная нагрузка, кВт – 3 – коэф- фициент мощности – 4 – расчетный ток, А – длина участка, м;  под осветительной линией: 6 – момент нагрузки, кВт·м – 7 – потеря напряжения, % – 8 – марка, сечения проводника – 9– способ прокладки (Тс – трос; Т – металлическая труба; П – пластмассовая труба);  тип автоматического выключателя (10), тип расцепителя и ток, А (11) (К – комбинированный, Э – электромагнитный), тип освети- тельного щитка (12);  тип линии (13) (состоящая их трех или пяти кабелей). Построение и оформление принципиальной питающей сети. Принципиальные схемы питающей сети (рис. 37), схемы дистанцион- ного управления и схемы подключения комплектных распределитель- ных устройств на напряжении до 1000 В выполняют в однолинейном изображении в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД на вы- полнение электротехнических схем и с требованиями ГОСТ 21.608–84. Ри с. 3 5. Ра сче тна я с хем а Ри с. 3 6. Ус ло вны е о бо зна чен ия эле ме нто в о све тит ель но й с ети 101 102 Рис. 37. Пример оформления принципиальной схемы питающей сети 103 Поясняющие надписи на принципиальной схеме питаю- щей сети, выполняемой с уче- том расположения электриче- ского оборудования по частям и этажам здания 1. У комплектных распреде- лительных устройств на напря- жение до 1000 В: Руст – установленная мощ- ность, кВт; Ррасч – расчетная нагрузка, кВт. 2. У групповых щитков: уст , P A U (107) где А – номер по плану распо- ложения;  – потеря напряжения до щитка, %. 3. На линиях питающей сети с расчетными данными (указы- вают конкретные величины):   qUlP lIP расч расчрасч cos , (108) где  – маркировка линии; Iрасч – расчетный ток, А; l – длина участка питающей сети, м; q – марка проводника, сече- ние, мм2;  – способ прокладки. 104 4. На линиях питающей сети без расчетных данных: l – q – . Рабочие чертежи внутреннего электрического освещения допус- кается оформлять отдельными документами с присвоением им ба- зовой марки основного комплекта и добавлением через точку по- рядкового номера документа, обозначаемого арабскими цифрами, например, общие данные по рабочим чертежам (ЭО1.1), принципи- альная схема питающей сети (ЭО1.2). Пример чертежей электриче- ского освещения приведен в приложении. 105 ОБСЛУЖИВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ Торгово-технологическое оборудование является важной частью основных фондов торгового предприятия. Поэтому рациональное использование, сохранение работоспособности и долговечности оборудования должно быть предметом повседневного внимания и заботы всех работников производства. Для этого необходимо пра- вильно организовать эксплуатацию оборудования, своевременно производить и устранять неполадки в работе оборудования, грамот- ного и квалифицированного выполнения межремонтного обслужи- вания и проведения ремонта. Успешное решение этих задач в значительной степени зависит от уровня подготовки эксплуатационников и ремонтников, их уме- ния своевременно предупредить и устранить неполадки в работе оборудования, грамотного и квалифицированного выполнения межремонтного обслуживания и проведения ремонта. Восстановление эксплуатационных показателей оборудования возможно при тщательном уходе за ним, систематическом осмотре, проведения всех видов ремонта с заменой изношенных деталей и соответствующей наладкой оборудования. Такой порядок эксплуатации оборудования рекомендуется сис- темой планово-предупредительного ремонта. Технический уход за оборудованием Технический уход за оборудованием осуществляют силами экс- плуатационного персонала (дежурные слесари, аппаратчики, опера- торы и т.п.) и обслуживающим дежурным персоналом (помощни- ками мастеров, дежурными слесарями, электриками, мастерами КИП и др.) под руководством начальников смен (участков, отделе- ния, сменных мастеров) в соответствии с действующими на пред- приятиях инструкциями по рабочим местам и регламентами. Ежесменное техническое обслуживание является основным и решающим профилактическим мероприятием, призванным обеспе- чить надежную работу оборудования между ремонтами. Поэтому на всех предприятиях необходимо иметь четкие инст- рукции по каждому рабочего месту, в которых должны быть отра- жены исчерпывающие указания по ежемесячному техническому 106 обслуживанию каждого вида оборудования, входящего в техноло- гическую систему. В ежесменное техническое обслуживание входят следующие ос- новные работы: обтирка, чистка, регулярный наружный осмотр, смазка, подтяжка сальников, проверка состояния масляных и охла- ждающих систем подшипников, наблюдение за состоянием кре- пежных деталей, соединений и их подтяжка, проверка исправности заземления, устранение мелких дефектов, частичная регулировка, выявление общего состояния тепловой изоляции и противокоррози- онной защиты, проверка состояния ограждающих устройств с це- лью обеспечения условий безопасности труда. Технологическое об- служивание проводится, как правило, без остановки технологиче- ского оборудования, выявленные дефекты и неисправности должны устраняться в возможно короткие сроки силами технологического и дежурного ремонтного персонала смены и фиксироваться в смен- ном журнале. Сменный журнал, как правило, ведется начальником смен или бригадирами ремонтного персонала. В курсовом проекте студентом производится анализ мероприя- тий по техническому уходу и обслуживанию торгово- технологического оборудования в соответствии с технической до- кументацией: паспорту и руководству по эксплуатации. В частно- сти, для рассматриваемого выше аппарата Rational SelfCooking Center 201, необходимо рассмотреть следующие вопросы: – ежедневная очистка и уход; – режимы пароконвектомата; – технический сервис: очистка парогенератора от накипи, очист- ка от накипи форсунки для подачи пара и опорожнение парогене- ратора; – способы и режимы ручной очистки; – очистка воздушного фильтра под электроблоком; – замена подсветки рабочей камеры; – замена уплотнения дверцы. Выбор смазочных материалов Для смазки узлов торгово-технологического оборудования приме- няют жидкие минеральные масла и консистентные смазки (некоторые типы смазочных материалов и их характеритики см. в Приложении 1). 107 Минеральные масла получают из сланцев и из нефти с парафи- новым, асфальтовым и нафтановым основаниями, а также из нефти со смешанным основанием. Нефти с парафиновым основанием да- ют масла с высокой точкой замерзания, нефти с асфальтовым осно- ванием – масла с более низкой температурой застывания и широки- ми пределами значений вязкости. Минеральные масла, полученные из сланцев, имеют невысокую вязкость, склонны к осмолению и застывают при температуре близкой к 0 °С. Эти масла используют главным образом как пропиточные. Жидкие минеральные масла имеют ряд преимуществ перед кон- систентными смазками: они стабильнее по структуре, могут ис- пользоваться при больших оборотах и более высоких температурах (тогда как консистентные смазки могут утратить смазывающие свойства), пригодны для работы при более низких температурах, ими можно смазывать детали без разборки и промывки узла. Недостатки жидких минеральных масел–возможность свободно- го вытекания из корпусов, что заставляет изготавливать более сложные уплотнения; необходимость частого пополнения, что вы- зывает надобность в специальных устройствах. Консистентные смазки представляют собой смесь минерального масла (75–95 %) с кальциевым, натриевым или другим мылом. Мы- ло, применяемое для загущения минеральных масел, обычно изго- товляют из растительных масел, животных и синтетических жиров на различных основаниях. Эксплуатационные качества консистентных смазок, т. е. темпе- ратура каплепадения, консистенция (пенетрация) и другие физико- химические свойства зависят от количества и характера применяе- мого мыла, а также от входящего в их состав минерального масла. Основное назначение консистентных смазок – уменьшать между двумя работающими поверхностями трение скольжения, возни- кающее под действием нагрузок; отводить тепло, выделяющееся при работе трущихся поверхностен; предохранять трущиеся по- верхности от коррозии; улучшать работу уплотнений путем запол- нения зазоров между вращающимися и неподвижными узлами и деталями, препятствуя тем самым проникновению пыли и влаги в зону трения; облегчать осевое перемещение плавающих подшипни- ков в корпусе или на валу при удлинении вала от нагрева. 108 К преимуществам консистентных смазок относятся: способность не вытекать из корпусов, что значительно упрощает конструкцию уплотнений; заполнение зазоров между подвижными и неподвиж- ными деталями узлов; хорошие и правильно подобранные конси- стентные смазки не требуют смены в течение продолжительного срока эксплуатации (6–10 месяцев). К отрицательным свойствам консистентных смазок следует отне- сти: больший коэффициент внутреннего трения по сравнению с жид- кими маслами, что не дает возможности применять их при низких температурах и высоких числах оборотов; нестабильность качества разных варок; необходимость полной разборки узла при смене смазки. Консистентные смазки, применяемые для узлов трения, в зависи- мости от основания (щелочи), которое входит в состав мыла, подраз- деляют на кальциевые, натриевые, кальциево-натриевые (комбини- рованные) и алюминиевые. Кальциевое мыло не растворяется в воде, и поэтому его применяют, когда есть опасность попадания влаги. Кальциевые смазки имеют гладкую, неволокнистую структуру, дают хорошее уплотнение корпуса и имеют меньший коэффициент внутреннего трения по сравнению с натриевыми смазками. Натриевые смазки обладают более высокой температурой плав- ления, способны при охлаждении (после плавления) снова засты- вать, не теряй своих первоначальных свойств. Натриевые смазки следует применять для оборудования, работающего в сухом поме- щении, так как они легко растворяются в воде. Из-за губчатой структуры и волокнистости натриевые смазки имеют больший ко- эффициент трения, а следовательно, и больший расход энергии. Комбинированные смазки изготовляют путем загущения мине- рального масла кальциево-натриевыми мылами. Имеют гладкую неволокнистую структуру, свойственную кальциевым смазкам, и хорошую стабильность, свойственную натриевым смазкам. Наличие натриевых мыл придает смазке более высокую температуру плавле- ния по сравнению с температурой плавления смазок, изготовленных на чистокальциевых мылах (от 90–120 °С). Наличие в смазке каль- циевых мыл делает ее менее чувствительной к влаге (по сравнению с чисто натриевыми смазками), ее можно применять в условиях не- большой влажности. Алюминиевые смазки получают при загущении минерального масла алюминиево-стеариновыми мылами. Эти смазки не подвер- 109 жены действию влаги, температура плавления их выше, чем каль- циевых, но ниже, чем натриевых. По структуре алюминиевая смазка не волокниста, достаточно пластична и липка, вследствие чего она не разбрасывается центробежными силами. Изложенные выше свойства различных смазок ясно показывают, что смазки не универсальны и там, где одна смазка дает хорошие результаты, другая может оказаться непригодной. Поэтому при вы- боре смазки для какого-либо узла следует тщательно рассмотреть условия работы, сопоставить их с характеристиками смазок и толь- ко после этого можно остановиться на наиболее подходящей. При выборе смазочного материала необходимо учитывать: дав- ление на единицу площади смазываемых поверхностей; скорость движения поверхностей; температурные условия, в которых ис- пользуется масло; экономическую целесообразность применения того или иного смазочного материала. Нормы расхода смазочных материалов устанавливают обычно на основании опытных данных, а также определяя расчетным путем по формулам Фальца: – расход смазки для подшипников с капельной системой    zdl dDpQ   3 кап 3,0 ; (109) – расход смазки для подшипников при смазке под давлением     zdl dDp'pQ   3 давл 1007 , (110) где Q – расход смазки, л/мин; р' – давление масла в подводящем канале, кгс/см2; р – среднее давление в подшипнике, кгс/см2; D – диаметр подшипника, см; d – диаметр цапфы, см; l – длина подшипника, см; z – средняя динамическая вязкость масла в смазочном слое, кгс- с/м2. 110 Требования к эксплуатационным свойствам масел. Смазоч- ные материалы должны соответствовать требованиям технических условий. Независимо от назначения необходимо, чтобы качество смазочных материалов в процессе работы изменялось в возможно меньшей степени. В процессе работы оборудования смазочные ма- териалы загрязняются посторонними примесями и окисляются. Окисление вызывает коррозию, приго-рание и засорение маслопро- водов. Для уменьшения вредного действия процесса окисления к маслу добавляют присадки, растворяющие коллоидные продукты окисления и предупреждающие их отложение на деталях машины. Старение смазочных материалов происходит под влиянием: загрязнения механическими примесями, появляющимися в виде продуктов износа трущихся деталей, пылью, окалиной и т. д.; воздействия высоких и низких температур, вызывающих разло- жение молекул, испарение и частичное сгорание масла; воздействия на масло паров воды, вызывающих эмульгирование и ценообразование, а также воздействия кислорода воздуха, вызы- вающего интенсивное окисление. Скорость процесса окисления и его характер зависят от химической природы масла, от температуры окружающей среды, давления воздуха и от наличия веществ, спо- собных замедлять или ускорять этот процесс, а также от общей продолжительности работы масла и способа его подачи к точкам смазки. При температуре 20–30 °С и нормальном давлении процесс окисления идет медленно. С повышением температуры процесс окисления ускоряется, а начиная с 60 °С скорость окисления возрастает вдвое на каждые 10 °С. Пригодность масла к дальнейшему использованию определяют в основном по показателю кислотности. Конструктивные мероприятия по улучшению эксплуатационных характеристик Для улучшения эксплутационных характеристик деталей и узлов торгового оборудования используют различные организационные и технические мероприятия. К организационным мероприятиям можно отнести: метод подбора материалов, метод контроля качества изго- товления деталей, а также мероприятия, гарантирующие правильную 111 сборку и установку оборудования. К конструктивным (техническим) мероприятиям относят мероприятия по: улучшению характеристик деталей и узлов (например, прочностных); снижению факторов влияющих на износ деталей и узлов в процессе работы и др. Метод подбора материалов для изготовления оборудования сводится к тому, что при конструировании, кроме условий работы машин в отношении нагрузок, режима работы и др., необходимо учитывать и среду, в которой будет работать машина, и в соответ- ствии с этим для изготовления деталей определяется такой матери- ал, который будет наиболее стоек в данной среде. Однако при под- боре материала учитывают и экономические факторы, имеющие целью удешевить стоимость машины. Качество изготовления деталей зависит от следующих факто- ров: правильного подбора материала детали, метода изготовления и обработки детали. При подборе материала для изготовления детали следует учитывать: прочность материала (разрыв, сжатие, излом, скалывание, кручение и др.), характер работы деталей (статические и динамические нагрузки), усилия трения (определение удельной нагрузки), воздействия окружающей среды, характер смазки. Правильная сборка и установка оборудования при нормаль- ных условиях эксплуатации обеспечивают минимальный износ, продолжительную безаварийную работу. При сборке и установке машин и аппаратов необходимо учитывать следующие основные требования. 1. Все детали, поступающие на сборочное место, должны быть в подготовленном для сборки виде, т. е. зачищены от забоин, заусен- цев, сварочных брызг, окалин, песка и коррозии. 2. Необрабатываемые места должны быть обезжирены и про- грунтованы. 3. Размеры и геометрия посадочных мест должны быть тщатель- но проверены по диаметрам и линейным размерам. 4. Соблюдена чистота обработки сопрягаемых поверхностей. 5. Должны быть проверены наличие, расположение, а иногда и размеры необходимых галтелей, фасок, смазочных отверстий и ка- навок и чистота их поверхностей, наличие входных фасок на валу и в отверстиях сопрягаемых деталей – «заходы». 6. Машина или аппарат должны быть установлены в строго гори- зонтальном и вертикальном положениях на все точки опоры. 112 7. Движущиеся узлы должны провертываться легко, без ощути- мого заедания (торможения). 8. Поступательно-возвратные движения узлов должны быть плавными (без прерывистых движений, если таковые не предусмот- рены конструкцией машины). 9. Превышение расхода электроэнергии при обкатке должно быть минимальным. Кроме перечисленных требований, могут быть и другие. Метод защитных покрытий распространен во всех областях промышленности. Защитные покрытия должны надежно предохра- нять материалы от коррозии, возникающей под действием окру- жающей среды, и в то же время удовлетворять эксплуатационным и эстетическим требованиям. Помимо этого, покрытия выполняют ряд других функций – повышают износостойкость, твердость, от- ражательную способность поверхности, придают электроизоляци- онные и электропроводящие свойства и т.д. Защитные покрытия подразделяют на три группы: 1) получаемые химической и электролитической обработкой по- верхности; 2) металлические защитные покрытия; 3) неметаллические защитные покрытия. Нанесению любого покрытия должна предшествовать тщатель- ная подготовка поверхности. Требуемая чистота поверхности зави- сит от вида и назначения покрытия. Перед фосфатированием доста- точна чистота поверхности 4–6-го классов, перед оксидированием 6–10-го классов, перед нанесением матовых и полуглянцсвых по- крытий 4–7-го классов, а для нанесения блестящих покрытий не менее 9–10-го классов. Существуют механические, химические, электрохимические и термические методы подготовки поверхностей. Механические методы подготовки в свою очередь подразде- ляют на следующие виды обработки поверхности: – обдирку или грубое шлифование абразивными кругами (при- меняют для удаления грубых неровностей, зачистки сварных швов, окалины, заусенцев): – шлифование (для сглаживания поверхностей и устранения гру- бых рисок, оставшихся после обдирки); 113 – матирование или засаливание (для сглаживания мельчайших неровностей); – полирование (для придания поверхности высокой степени чис- тоты и зеркального блеска). В зависимости от вида обработки пользуются твердыми абра- зивными кругами или мягкими кругами из фетра, войлока и т.д. с приклеенным к ним абразивом или с нанесенной абразивной или полировочной пастой. Мелкие детали, которые неудобно обрабаты- вать кругами, обрабатывают в барабанах. В зависимости от условий проведения обработки в барабанах можно осуществить обдирку, шлифование, полирование. Обдирку и шлифование в барабанах на- зывают галтовкой. Для полирования вместе с деталями в барабан помещают поли- рованные стальные шарики или дробь, а в качестве смачивающей среды – мыльную воду, полирующие смеси или эмульсии. Крацевание – обработка поверхности щетками из проволоки, ка- прона или морской травы. Струйный метод очистки основан на ударном действии струй абразива, распыляемого сжатым воздухом из сопла аппарата. При этом поверхность приобретает равномерную микрошероховатость и матовость. Для струйной обработки используют кварцевый песок, стальные опилки. Полное устранение пыли достигается при гидро- пескоструйнон или гидроабразивной очистках, заключающихся в распылении водяной пульпы песка или абразива. Химические и электрохимические методы подготовки поверх- ностей применяют для удаления жировых веществ, которыми покры- ты металлические изделия. Их удаляют водными растворами щело- чей (едким натром, углекислой содой, трипатрийфос-фатом), органи- ческими растворителями и водными эмульсиями растворителей. Для облегчения процесса обезжиривания в раствор добавляют эмульгато- ры – жидкое стекло, мыло и др.– и подогревают до 70–80°С. Электрохимическое обезжиривание производится в целях уско- рения процесса при той же температуре и в тех же растворах, что и химическое, но менее концентрированных. Эмульгатор добавляют в малых количествах или совсем не добавляют. Обезжиривание с применением постоянного тока позволяет ускорить процесс по сравнению с химическим в 2–3 раза. Обезжиривание с применением ультразвука обеспечивает большую скорость процесса (30–50 с) и 114 высокое качество. Это обусловлено большим давлением, которое оказывает обезжиривающая жидкость на поверхность деталей. Обработка ультразвуком наиболее рентабельна для очистки мелких деталей. Для обработки деталей можно применять обезжиривание орга- ническими растворителями (бензином, керосином и др.), обезжиривание эмульсиями (вода в бензине, керосине). Эмульсии дешевле органиче- ских растворителей. Для удаления окалины и других окисных пленок, коррозии применяют травление в растворах серной, соляной и азотной кислот, реже в щелочах. Перед травлением деталь обезжиривают. В качестве термических методов обработки, т. е. для удаления жирных веществ и окалины, применяют нагрев детали до 300–400 ºС. Покрытия, получаемые химической и электролитической обработкой, представляют собой пленки нерастворимых продук- тов, образующиеся в результате химического взаимодействия ме- таллов с внешней средой. Поскольку многие из них пористы, их применяют преимущественно в качестве подслоя под смазки и ла- кокрасочные покрытия, увеличивая защитную способность покры- тия и обеспечивая надежное сцепление. Некоторые виды покрытий применяют в качестве износостойких пли декоративных, например оксидирование. Оксидирование – это окисление поверхностного слоя металличе- ских изделий для предохранения их от коррозии. Оксидирование стали осуществляют термическим, термохимическим, химическим и электрохимическим способами. В зависимости от толщины и цвета получаемой пленки различа- ют операции синения и воронения. При синении пленка получается очень тонкой – 5000 А с синим цветом побежалости. При вороне- нии толщина пленки может достигать 10 мкм и более; черный цвет ей придает окись железа. Нержавеющие стали оксидированию не поддаются. Недостатком термического и термохимического спосо- бов оксидирования является необходимость нагрева деталей до не- скольких сот градусов, что может вызвать изменение механических свойств металла и коробления толстостенных деталей. Наиболее распространен химический способ оксидирования, на- зываемый щелочным воронением. Детали погружают в концентри- рованный раствор едкой щелочи, содержащий окислители: азотно- кислый либо азотистокислый натрий или оба вместе. Раствор нагре- вают до температуры 135–145 °С. Получаемая пленка состоит из 115 магнитной окиси железа толщиной 0,5–1,2 мкм и при двухступен- чатом оксидировании – до 1,5 мкм. В зависимости от подготовки поверхности и состава электролита покрытие может быть блестящим или матовым. Оксидирование применяют для деталей, работающих в сравнительно благоприят- ных условиях: в сухом помещении или при постоянной смазке в процессе эксплуатации. Пленка плохо выдерживает истирание и не отличается большой твердостью, сильно пористая. Для повышения защитных свойств пленку обрабатывают горячим раствором мыла, затем промывают, сушат и погружают на 5–7 мин в минеральное масло при температуре 120 °С. Оксидированию могут быть подвергнуты: алюминий и его спла- вы, при этом получают защитную пленку от 5 до 30 мкм; медь и ее сплавы – получают пленку толщиной 1 мкм глубокого черного цве- та и блестящую на полированной новерхности; цинк, кадмий, титан, их сплавы и другие металлы. Металлические покрытия наносят на металлы и неметалличе- ские материалы (стекло, пластмассы, слюду, бумагу и др.). Для на- несения металлических покрытий на металлы применяют: электро- литическое осаждение, химическое осаждение, горячее нанесение, термодиффузионную обработку, плакирование, металлизацию газо- пламенным напылением. Для нанесения металлических покрытий на неметаллические ма- териалы применяют: осаждение восстановлением металлов из рас- творов солей, осаждение восстановлением из неустойчивых газооб- разных соединений, испарение металлов в вакууме, напыление, электролитическое осаждение, вжигание. Электролитическое осаждение – наиболее распространенный способ нанесения покрытия, так как позволяет получать при незна- чительных расходах и потерях металла разнообразные покрытия, прочно удерживаемые на поверхности. Осаждение производят в ваннах с раствором электролита, содержащим ионы осаждаемого металла. Детали загружают в ванну, являющуюся катодом в цепи постоянного тока, анодом служат пластины металла, из которого получают покрытие. Важным показателем работы электролитических ванн является их рассеивающая способность, дающая возможность получить по- крытия равномерной толщины на деталях сложного профиля. 116 Покрытия цинком являются самыми распространенными. Их наносят на сталь, медь, латунь и иногда на алюминий. Цинковые покрытия имеют среднюю твердость 50–60 ед. по Бринеллю, при низких температурах становятся хрупкими, плохо поддаются пайке и сварке, плохо выдерживают развальцовку и изгибы. Во влажном воздухе и в воде цинк покрывается слоем основной углекислой бе- лой соли, защищающей его от дальнейшего разрушения. В воде при температуре выше 65 °С защитные свойства цинка резко ухудша- ются. Цинк взаимодействует с сероводородом и сернистыми соеди- нениями; в кислотах и щелочах он разрушается. Толщина покрытий от 3 до 50 мкм. После цинкования детали осветляют, погружая их на 2–3 с в раствор азотной или хромовой кислоты с добавлением серной. Для повышения прочности цинковых покрытий промытые и вы- сушенные детали подвергают термической обработке при 230– 250 °С в течение 2 ч в целях удаления водорода. Покрытия медью имеют розовый цвет и легко полируются. Мед- ные покрытия непригодны для защиты стали и других металлов от коррозии, так как относятся к катодным покрытиям и обычно порис- ты. В щелочах, за исключением аммиака, медь устойчива. В кислотах медные покрытия разрушаются, особенно быстро в азотной и хромо- вой. Медные покрытия выдерживают изгибы, развальцовку, глубо- кую вытяжку, хорошо поддаются лужению, пайке, сварке. Медные покрытия применяют в качестве подслоя под никеле- вые, хромовые, серебряные и другие виды покрытий, а так же для придания притирочных свойств поверхностям деталей станков, ме- ханизмов (например, шейкам коленчатых валов, кулачкам у кулач- ковых валов) для уменьшения шума при трении. Толщина медных покрытий зависит от их назначения. Подслой меди под другие по- крытия имеет толщину 5–30 мк, слой меди для защиты от наугле- роживания 20–40 мк. В некоторых случаях, например при меднении валов для машин глубокой печати, толщина покрытия может быть 3000 мк. Твердость покрытии, получаемых в цианистых ваннах 120–150 ед. по Бринеллю, а в сернокислых 60–80. Покрытия никелем имеют серебристый цвет с желтым оттенком, хорошо полируются. Покрытия имеют мелкокристаллическую структуру, но в слоях толщиной до 25 мк пористы, наносят их на подслой меди, что уменьшает расход никеля и разделяет никель и 117 сталь, так как никель по отношению к стали является катодным по- крытием. На медные и латунные детали никель осаждается без под- слоя. Твердость обычных никелевых покрытий равна 250– 270 кгс/мм2. Покрытия стойки к действию щелочей; в органических кислотах не растворяются. Разрушаются в серной, соляной и осо- бенно быстро в азотной кислоте. Общая толщина покрытия 15– 45 мк. Медный подслой обычно в 2 раза толще никеля. Покрытия хромом имеют серебристо-стальной цвет с голубым оттенком. Твердость хромовых покрытий выше, чем всех осталь- ных, и достигает 1000–1100 ед. (алмазной пирамидой). Они устой- чивы к действию концентрированной азотной кислоты, растворов щелочей, органических кислот, сероводорода; растворяются в соля- ной и горячей серной кислотах. Покрытия хромом наносят на сталь, медь, цинк и другие металлы. Хромовые покрытия не смачиваются расплавленными металлами, к ним не прилипают пластические массы, хорошо выдерживают динамические нагрузки, если они рас- пределены равномерно по всей поверхности, но разрушаются под действием местных ударов. Имеют низкий коэффициент трения. Недостатки хромовых покрытий – снижение усталостной проч- ности стали на 20–30 % из-за больших остаточных напряжений, возникающих при формировании покрытия, а также хрупкость, приобретаемая деталями. Аналогичными способами на защищаемую поверхность наносят покрытия и другими металлами: оловом, свинцом, палладием и др. Горячее нанесение покрытий благодаря своей простоте широко применяют при нанесении сравнительно низкоплавких металлов – цинка, олова, свинца – на сталь или чугун. Иногда его применяют для нанесения алюминия. Чтобы нанести такие покрытия, доста- точно хорошо очищенные изделия погрузить в расплавленный ме- талл. К недостаткам способа относят: невозможность получения равномерного покрытия на изделиях сложного профиля; большой расход металла, так как покрытия значительно толще, часть металла теряется на испарение (угар). Поэтому горячее нанесение применя- ют преимущественно для полуфабрикатов металла: листов, труб, проволоки, лент и изделий несложной конфигурации. Термодиффузионная обработка позволяет нанести на поверхно- сти стальных изделий слой сплава вследствие диффузии металла, находящегося в газообразном состоянии, в кристаллическую решетку 118 стали. Этим способом можно обработать поверхность медью, цин- ком, бором, бериллием, алюминием, титаном, кремнием, ванадием, ниобием, танталом, хромом, мышьяком, молибденом, вольфрамом, марганцем, золотом, а также одновременно двумя элементами и бо- лее. Толщина диффузионного покрытия зависит от температуры и продолжительности процесса. Получающиеся поверхностные сплавы не имеют резкой границы с металлом, отличаются твердостью и жа- ростойкостью. Более часто, чем другие виды диффузионной обработки, в про- мышленности применяют термодиффузионное алитирование, тер- мохромирование, хромоалитирование и хромосилицнрование. Диффузионную обработку осуществляют в порошкообразной, жид- кой или газовой средах при температурах 900–1200 ºС в течение 3– 60 ч, в зависимости от диффундируемого компонента и среды. Порошкообразной средой служит смесь из порошка металла или его ферросплава (феррохром, ферроалюминий и др.), разбавителя (каолин, глинозем), применяемого во избежание спекания смеси и прилипания ее к изделиям, активатора (хлористый аммоний), уско- ряющего процесс. Детали помещают в форму с порошкообразной смесью. При нагревании активатор разлагается, выделяющийся хлористый водород действует на частицы ферросплава, образуя па- ры хлористого железа и хлористой соли диффундируемого металла. Диффузия происходит в результате обменной реакции между хло- ристой солью и поверхностью стальных деталей. Для обработки в жидкой среде пользуются расплавами солей. При обработке в газовой среде процесс ускоряется за счет пред- варительного получения газовой смеси. Толщина диффузионного слоя – от нескольких десятков микрон до 0,5 мм, причем содержа- ние диффундированного металла по мере удаления от поверхности в глубину резко уменьшается. При обработке размеры детали уве- личиваются. Термодиффузионным методом рекомендуется покры- вать толстостенные детали с закругленными кромками и углами. Механическую обработку производят до термодиффузионной. Плакирование – это способ нанесения покрытий, который заклю- чается в том, что на плиту основного металла накладывают с одной или с двух сторон листы другого металла, затем весь пакет подвер- гают горячей прокатке, получая в результате диффузии частиц од- ного металла в другой прочное соединение. Таким способом сталь 119 плакируют медью, латунью, никелем, алюминием, нержавеющей сталью и др. Применение таких биметаллических материалов дает большую экономию цветных металлов и нержавеющей стали, при- дает поверхности необходимые свойства. Плакированный лист об- ладает лучшей теплопроводностью и способностью к деформациям, чем сплошной лист той же толщины. Толщина плакированного слоя составляет от 8 до 20 % общей толщины листа. Металлизация методом газопламенного напыления заключается в напылении расплавленного металла на поверхность из специальных газовых или электродуговых аппаратов (металлизаторов). Металл поступает в металлизатор в виде проволоки и расплавляется в газо- вом пламени (кислородно-ацетиленовом) или в электрической дуге. Расплавленный металл распыляется сжатым воздухом (давлением 4– 6 кгс/см2). Скорость подачи проволоки до 2,5 м/мин. Этим способом можно наносить на поверхность различные металлы и сплавы тол- щиной от 30 мк до 10 мм и более, покрывая крупногабаритные дета- ли и конструкции из металла, стекла, дерева, цемента, бумаги и др. Недостатки способа – значительные потери металла при распылении (10–40 %), сильная пористость покрытия в тонких слоях и недоста- точно прочное сцепление его с поверхностью металла. Для улучшения сцепления поверхность подвергают гидропеско- струйной обработке или подогревают. Уменьшение пористости достигается нанесением слоя металла такой толщины, при которой сквозные поры отсутствуют (0,1–0,2 мм), а так же последующим нанесением одного или двух слоев лака. С развитием порошковой металлургии стало возможным пода- вать металл в металлизатор в виде порошка, подсасываемого из бункера сжатым воздухом. Это облегчает расплавление металла. Порошок должен иметь температуру плавления не выше 1200– 1300 °С и размеры частиц 0,07–0,15 мм. Форма частиц должна быть шарообразной или округлой. Для напыления применяют только по- рошки из цветных металлов: свинца, цинка, меди, алюминия и дру- гих. Нанесение частиц углеродистой стали невозможно из-за их сгорания. Хорошие результаты получают при нанесении порошка сплава, состоящего из 70–80 % никеля, 11–16 % хрома и 3–4 % бора. После термообработки твердость таких покрытий по Роквеллу равна 40–50 ед. Покрытия порошкового напыления менее пористы, чем покрытия из проволоки. 120 Неметаллические покрытия – это лакокрасочные покрытия, покрытия смолами, пленочными материалами, резиной, эмалями, смазками и пастами, керамические покрытия. Лакокрасочные покрытия получают нанесением лакокрасочных материалов на поверхность изделий. Высыхая, эти материалы обра- зуют пленку, которая прочно сцепляется с поверхностью. Преиму- ществами лакокрасочных покрытий перед металлическими являют- ся простота нанесения и восстановления. Однако они уступают ме- таллическим покрытиям по твердости, износостойкости и термостойкости. В целлюлозно-бумажной промышленности для защиты оборудования от коррозии применяют различные лакокра- сочные покрытия: битумно-масляные, бакелитовые, фуриловые ла- ки, лак-этиноль и другие материалы на основе смол. Лакокрасочные покрытия наносят (кистью, шпателем, вальцами, распылением, обливанием, окунанием) на очищенную поверхность в несколько слоев толщиной от 10 до 25 мк, затем сушат их холод- ным или горячим способом. При первом способе покрытия сушат на воздухе при температуре не ниже 12° С и относительной влаж- ности не более 65 %, при втором способе– конвекционно (горячим воздухом), радиационно (инфракрасными лучами), индукционно (токами промышленной или высокой частоты). При выборе темпе- ратуры сушки учитывают природу материала. Сушку горячим воз- духом осуществляют в сушилках. В зависимости от лакокрасочного материала и температуры она длится от 0,5 до 6 ч. Процесс сушки идет от поверхностного слоя вглубь. Сушка инфракрасными лучами длится 10–12 мин, лучи проникают через покрытие, разогревают металл, и процесс сушки идет из глубины к поверхностным слоям. Это ускоряет сушку и предотвращает образование пузырей. Сушку токами высокой частоты применяют при окраске изделий из стали и других металлов, обладающих магнитной проницаемо- стью. К окрашенной поверхности подводят электромагниты (с час- тотой тока от 50 до 700 Гц). Образующееся магнитное поле вызыва- ет отставание намагниченности металла (гистерезис) и токи Фуко, при этом металл быстро разогревается и покрытие высыхает в тече- ние 2–5 мин. Покрытия смолами типа алкидных, меламино-формальде- гидных, эпоксидных применяют с широким диапазоном свойств в зависимости от исходных компонентов смол, модифицирующих 121 добавок и режимов отверждения. Например, эпоксидные смолы от- верждают различными отвердителями: аминами, фосфорной кисло- той, растительными маслами и др., причем различные отвердители придают покрытию разные свойства. Так, эпоксидные смолы, от- вержденные аминами, обладают сильной адгезией (способностью сцепления) к металлам и другим материалам, большой стойкостью к действию сильных щелочей, слабых кислот и растворителей, ма- лой усадкой, хорошей эластичностью, высокой механической, элек- трической, термо- и атмосферостойкостью. В качестве недостатков следует отметить: малую жизнеспособ- ность смеси (1–6 ч), токсичность аминов и их паров, возможность образования оспин или раковин. Покрытия смолами наносят в виде обмазок и мастик в расплав- ленном состоянии кистью, окунанием или распылением, а также газопламенным и вихревым напылением. Покрытия пленочными материалами – полиэтиленовыми, поли- амидными, поливинилхлоридными пленками применяют для защи- ты металла от коррозии. Пленки крепят специальными клеями или путем подогрева ме- талла. Пленки полиэтилена при нормальной температуре устойчивы к воздействию серной кислоты до 94, уксусной – до 78, соляной – до 33, азотной –до 10%-й концентрации, воды и других сред. Покрытия листовыми материалами – фторопластом, вини- пластом, текстолитом, стеклопластиком нашли широкое примене- ние в промышленности как антикоррозионные покрытия. Фторопласт – высокомолекулярное соединение является полно- стью фторированным этиленом. Его практически не разрушает ни одна из известных кислот и щелочей, самые сильные окислители не оказывают на него никакого действия даже при высоких температу- рах. Недостаток фторопласта – сложность переработки и отсутствие адгезии к любому материалу. Для склейки фторопласта необходимо обработать его поверхность расплавленным щелочным металлом, либо 1%-ным раствором металлического натрия в безводном ам- миаке и другими реагентами. Плотность фторопласта 2,1–2,2 г/см3. Относительное удлинение при разрыве 250–500%. Предел прочно- сти при растяжении 170–450 кгс/см2. Максимальная рабочая темпе- ратура при эксплуатации +250 °С. 122 Винипласт получают из полихлорвиниловой смолы со стабили- затором и другими добавками. Он устойчив к воздействию почти всех кислот, щелочей, растворов солей любых концентраций. Ис- ключением являются сильные окислители, например, азотная ки- слота при концентрации выше 50 %, олеум и др. Листовой вини- пласт выдерживает температуру от –20 до +60° С. Хорошо обраба- тывается механическим путем, штампуется, сваривается струей горячего воздуха при температуре 230–240° С. Винипластовые лис- ты изгибают в нагретом состоянии при температуре 130–150°С. Текстолит относится к слоистым пластическим массам. Он спрессован из хлопчатобумажной ткани или другого материала, пропитанного фенол- или крезолформальдегидными смолами и от- вержденного при температуре 130–140 °С. Текстолит устойчив к действию минеральных кислот средних концентраций (кроме азот- ной) и растворов солей. Растворы щелочей при концентрации выше 5 % разрушают его. Покрытия резиной отличаются эластичностью, обладают хоро- шими диэлектрическими свойствами, водо- и газонепроницаемы, стойки к истиранию, а также к действию химических агрессивных сред. Нанесение этих покрытий называется гуммированием. Наибо- лее распространенный метод гуммирования – облицовка листами каландровой резиновой смеси с последующей вулканизацией. В со- став резиновой смеси входят каучук, сажа (упрочнитель), сера (вул- канизирующий агент), ускорители вулканизации, антистарители и другие компоненты. Гуммирование выполняют кислотостойкими сортами мягкой резины, полуэбонитами и эбонитами (твердые рези- ны). Покрытия мягкими резинами эластичней покрытий эбонитом, но уступают мм по химической стойкости. Термостойкость покрытия из мягкой резины 70–80 °С, а эбонита – не более 60–65 °С. Полуэбонит и эбонит крепят к стали клеем из эбонитовой смеси, а к ним клеем «Термопреп» мягкую резину. В процессе вулканиза- ции пластичная резиновая смесь превращается в эластичную рези- ну, которая прочно сцепляется с эбонитом или с металлом. На цел- люлозно-бумажных комбинатах гуммированием защищают аппара- ты для отбелки, трубопроводы, прессовые валы, регистровые валики на бумагоделательных машинах и др. Покрытия смазками применяют для защиты металла от корро- зии во время хранения и транспортировки. Они представляют собой 123 невысыхающие составы, основным компонентом которых является минеральное масло. Для загущения масла в него вводят парафин, церезин или алюминиевые, литиевые и другие мыла жирных ки- слот. В смазки по стали добавляют немного щелочи для нейтрали- зации образующихся со временем органических кислот. Для смазки по стали используют пушечную смазку, по алюминию – техниче- ский вазелин. Хорошими защитными свойствами в условиях повы- шенной влажности обладают смазки ПП-95/5 (петролатум 95 %, парафин 5 %), ГОИ-54, АМС-3 и др. Жировые покрытия эффектив- ны только в том случае, если их наносят на совершенно чистую по- верхность, недостатки – плохое удержание на вертикальных по- верхностях, быстрое высыхание, растрескивание и необходимость периодического восстановления жирового слоя. Керамические покрытия используют для футеровки металличе- ской аппаратуры и для теплоизоляции жаропрочных металлов от окислительного действия при высоких температурах. Для футеровки применяют керамиковые, диабазовые, метлах- ские, стеклянные, угольные и другие плитки. Их укладывают в 1-2 и более рядов и цементируют кислотоупорными замазками. Замазки готовят на основе жидкого стекла, в которое вводят инертные на- полнители (диабазовую или андезитовую муку) и ускоритель от- вердения (кремнефтористый натрий или кислотоупорный цемент). Швы верхнего ряда плиток располагают обычно так, чтобы они бы- ли сдвинуты по отношению к нижнему ряду на 1/3 ширины плитки. В промышленности керамические покрытия широко используют и для зашиты от коррозии. Общие недостатки керамических покрытий – значительное уве- личение массы оборудования, плохое сопротивление ударным на- грузкам и изгибу. Пример. Применение более прогрессивных материалов и технологий. Антифрикционные материалы (АМ) предназначены для изготовления подшипников скольжения в паре с стальным закаленным валом. Основные свойства АМ: – способность обеспечить высокий коэффициент трения в паре со стальным валом; – высокое сопротивление усталости. Антифрикционность заключается: 1) в высокой теплопроводности материала; 124 2) хорошей смачиваемости смачиваемым материалом; 3) способности образования поверхности за счет пленки мягкого ме- талла (к примеру Sn – свинец, высокопластичный, коэффициент трения меньше и следовательно сопротивление меньше); 4) хорошей прирабатываемости, основанной на способности поверхно- сти металла легко деформироваться, увеличивая площадь фактического контакта, при этом давления и температуры в зоне трения уменьшаются. Универсального подшипникового материала нет. Наиболее эффектив- ны многослойные комбинированные подшипники в состав которых вхо- дят: сплав свинца и олова Б83, никель, свинцовистая бронза БрС30, сталь- ная основа ШХ 15. Также важным фактором в применении более прогрессивных материа- лов является защита от коррозии. Коррозии подвержены абсолютно все металлы и сплавы, различие заключается в скорости деструкции металли- ческой поверхности. Универсального метода защиты от коррозии нет. Далее представлены основные методы защиты от коррозии, на основа- нии которых будет сделан вывод о целесообразности применения одного из них: – нанесение защитных покрытий и пленок; – изменение электрохимического потенциала защищаемого материала; – применение более коррозионостойких материалов; – легирование сталей; – модификация или изменение коррозионной среды; Из предложенных методов защиты от коррозии приемлемым может быть метод применения более коррозионостойких материалов. Пищевая нержавеющая сталь – широко применяется в изготовлении торгового обо- рудования, а именно мартенситные нержавеющие стали (20Х13, 30Х13, 40Х13, 20Х17Н2, 95Х18 – самая твердая). Данная овощерезка не имеет сильных динамических и ударных нагрузок, поэтому целесообразно при- менение стали 20Х13 – т.к. она является более дешевой из предложенных. 125 РЕМОНТ ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии нужен систематический надзор и уход за ним, своевременный и ка- чественный ремонт. Эти мероприятия должны не только восстанав- ливать первоначальную производительность машин, но и обеспечи- вать их длительную и бесперебойную работу, предупреждать преж- девременный износ оборудования. В торговой промышленности утверждена система планово- предупредительного ремонта (ППР), охватывающая весь круг ме- роприятий, направленных на поддержание оборудования в рабочем состоянии. Система планово-предупредительного ремонта – это со- вокупность организационных и технических мероприятий преду- предительного характера, направленных на поддержание оборудо- вания в постоянной исправности при минимальных затратах време- ни и средств. Она предусматривает: а) надзор и уход за оборудованием; б) периодические осмотры и проверку технического состояния оборудования; в) периодические ремонты (текущий, средний и капитальный). Всем ремонтам предшествует период межремонтного обслужива- ния, основная задача которого – обеспечить квалифицированную эксплуатацию оборудования между ремонтами и повседневно кон- тролировать соблюдение правил технической эксплуатации, одним из основных элементов которой является надзор за оборудованием. Он состоит в систематическом наблюдении, уходе, в соблюдении правильного режима работы, в контроле за качеством ремонта, в вы- явлении причин аварий, в предупреждении простоев оборудования. Система ППР предусматривает так же: 1) проведение подготовительных работ к планово-предупре- дительному ремонту; 2) периодичность и сроки останова оборудования на ППР; 3) расчет количества ремонтов и простоя оборудования. Система ППР включает следующие виды ремонтов: 1) текущий ремонт и наладку машин, т.е. устранение отдельных неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации машин и мешающих нормальной работе; 126 2) средний ремонт, т. е. выполнение всех работ текущего ремон- та, а также замену отдельных деталей и узлов машины; 3) капитальный ремонт, т.е. ремонт всех узлов, полную разборку, очистку, промывку и смазку. Для правильной организации ППР необходима ремонтная база, которая должна иметь хорошо разработанные инструктивные и нормативные материалы: – инвентарные карты и паспорта на оборудование; – альбомы чертежей и технические условия на изготовление де- талей; – типовые технологические карты на ремонт оборудования; – установленные сроки и периодичность останова оборудования на ремонт; – типовые нормы времени и расценки на ремонтные работы для оборудования каждого типа; – нормы хранения и расхода быстроизнашивающихся деталей; – инструкции по уходу за оборудованием, осмотру и проведению ремонтов и др.; – сметы на ремонт оборудования. Инвентарная карта оборудования содержит опись машины (по типу и количеству единиц) с краткой технической характеристикой и указанием завода-изготовителя, в ней указаны габарит оборудова- ния, масса и другие данные. Инвентарная карта необходима для учета оборудования, ведущегося бухгалтерией, а также для техни- ческих расчетов, проводимых техническим и производственным отделами, отделами главного механика (ОГМ) и главного энергети- ка (ОГЭ) и др. Паспорт на оборудование составляют отдельно на каждую еди- ницу оборудования. Он содержит полную техническую характери- стику машин, т. е. описание машины с чертежом общего вида и раз- резами; кинематическую схему машины и се описание; габаритный чертеж машины; схему и описание расположения опор; технологи- ческий расчет машины; схему смазки машины и нормы расхода ма- сел; отдельные листы для записей. Паспорт на оборудование облегчает инженерно-техническим ра- ботникам и рабочим правильно разобраться в устройстве оборудо- вания. 127 Альбом чертежей и технические условия на изготовление де- талей составляют для того, чтобы по ним изготовить достаточное для проведения ППР количество сменных деталей. В рабочих чер- тежах указывают особенности изготовления и обработки детален; среду, в которой будет работать деталь и условия приемки. Номенклатуру и расходные нормы быстроизнашивающихся деталей определяют опытным путем и проверяют по фактическому расходу деталей. Типовые технологические карты на ремонт оборудования со- ставляют для каждого вида ремонта (среднего и капитального), и они должны содержать основные требования, предъявляемые к ре- монту: последовательность операций; перечень основных ремонт- ных работ вместе с разборкой и сборкой оборудования; указания по проведению ремонта, испытаниям и ревизиям; правила приемки оборудования из ремонта; перечень детален и узлов, подлежащих замене; допуски па точность сборки основных узлов; наименование и количество материала, потребного для ремонта; перечень меро- приятий по борьбе с коррозией оборудования; способы проверки качества выполнения ремонта. В типовых технологических картах также указывают: время, не- обходимое для выполнения работ; состав и квалификацию членов бригады; инструмент, приспособления и оснастку, используемые в процессе ремонта. Расчет количества ремонтов и простоя оборудования Для определения количества ремонтов на планируемый год надо установить календарное время работы оборудования и коэффици- ент использования оборудования по календарному времени. Коэффициент использования оборудования по календарному времени определяют из соотношения (111): , к ф B Т T K  (111) где Тф – фактическое время работы оборудования, ч; Тк – календарное время работы оборудования, ч (принято 8760 ч в год). 128 Количество ремонтов в год по каждому виду ремонта и типу оборудования определяется: – для капитального ремонта по формуле (112):   ц кВп 8760 М ВKK  , (112) – для среднего ремонта по формуле (113):   п С cВп 8760 KМ ВKС  , (113) – для текущего ремонта по формуле (114):    пп т тВп 8760 СKМ ВKТ  , (114) где Kв – коэффициент планируемого использования оборудования по календарному времени; Вк – длительность работы оборудования от даты последнего планового капитального ремонта для действующего оборудования или от даты ввода его в эксплуатацию для нового оборудования до начала планируемого года, ч; Вс – длительность работы оборудования от даты последнего планового среднего ремонта до начала планируемого года, ч; Вт – длительность работы оборудования от даты последнего планового текущего ремонта до начала планируемого года, ч; Мц – длительность межремонтного цикла, ч; Мс – длительность межремонтного периода среднего ремонта, ч; Мт – длительность межремонтного периода текущего ремонта, ч. Длительность простоя машин в ремонте исчисляется с момента останова их для ремонта до момента сдачи в эксплуатацию. Она зависит от объема работ, т. е. от трудоемкости ремонта (выражен- ной в человеко-часах), состава ремонтной бригады, сменности при выполнении ремонта, метода проведения ремонта (узлового, стен- дового и др.), а также от организации ППР. 129 Следует различать длительность собственно ремонта, т.е. время, в течение которого ремонтная бригада занята ремонтом машины, и общий простой машины, т. е. время, затраченное на чистку, ремонт и сдачу. При правильной организации ремонта оборудования и ухо- да за ним межремонтный период увеличивается, а продолжитель- ность ремонта и, следовательно, простои сокращается. Для каждого конкретного производства система ППР реализует- ся в виде графика, составляемого на один год службой главного ме- ханика. В графике на каждую единицу основного оборудования указываются виды ремонта (Т – текущий, К – капитальный) и сроки проведения их по месяцам. Также предусматриваются нормативы времени на производство ремонтных работ по каждому виду ремон- та (T1 – первый текущий ремонт; Т2 – второй текущий ремонт) и указывается исполнитель (ремонтная бригада). На основании годового графика составляется месячный график плановых ремонтов с уточнением дат ремонта. В этом графике ука- зывается трудоемкость по каждому виду ремонта и исполнители. В процессе реализации ППР содержание и объем каждого ре- монта устанавливается с учетом выявленного состояния агрегатов. При составлении плана учитывается межремонтный цикл – это вре- мя работы оборудования между двумя капитальными ремонтами. В ремонтный цикл входят кроме T1, T2 и К также и техническое об- служивание ТО. Ремонтный цикл связывает виды ремонтов и сроки проведения их по месяцам (рис. 38). Этапы планово-предупредительного ремонта Единой системой ППР установлены три основных вида планового ремонта: текущий, средний и капитальный. Каждый вид ремонта определяется харак- тером и объемом проводимых ремонтно-профилактических работ, временем, затраченным на эти работы, местом их выполнения, со- ставом исполнителей и статьей финансирования. Трудоемкость ре- монтных работ зависит от сложности ремонтируемой машины, т. е. от eе конструкции, размеров и технологических особенностей. Сте- пень сложности ремонта оценивается в категориях сложности. Технология ремонта определяет способы и средства восстанов- ления и замены вышедших из строя в результате эксплуатации ма- шин, узлов и деталей. Способы и средства ремонта естественно из- ношенных частей могут быть объединены в определенную систему, 130 и восстановление их осуществляют в определенном плановом по- рядке. В зависимости от способов ремонта оборудования ремонт- ные операции можно объединить в три основные группы:  ремонт – восстановление первоначальных размеров и чистоты рабочих поверхностей изношенных или поврежденных деталей и узлов;  ремонт деталей и узлов машин с переводом их в очередные ремонтные размеры;  восстановление деталей и узлов машин с помощью деталей- компенсаторов. Рис. 38. Схема межремонтного цикла В технологический процесс ремонта машин входят следующие работы:  разборка ремонтируемой машины, очистка и промывка деталей;  составление дефектной ведомости;  восстановление изношенных деталей;  подбор и изготовление новых деталей взамен изношенных;  сборка узлов машины с пригонкой деталей и регулировкой;  общая сборка;  выверка взаимодействия отдельных узлов машины;  испытание и сдача отремонтированной машины. При выполнении ремонта руководствуются тремя документами: 1) перечнем предлагаемого объема работ; 131 2) технологическим процессом при выполнении среднего и ка- питального ремонтов; 3) дефектной ведомостью. Перечень предполагаемого объема работ дает общую ориенти- ровку и определяет укрупненно общий объем работ. Технологиче- ский процесс, разработанный для данного типа машин, регламенти- рует ориентировочно выполнение определенных ремонтных опера- ций. Типовой технологический процесс не может учитывать особенности ремонтных работ для каждого конкретного экземпляра машин, так как даже совершенно одинаковые машины, работающие в разных условиях, требуют разного объема и содержания ремонта. Дефектная ведомость конкретизирует объем ремонтных работ применительно к данной машине и дополняет технологический процесс в решении вопросов, не охватываемых этим документом. Работы по выполнению слесарных и сборочных операций при ремонте оборудования требуют высокой квалификации слесарей- сборщиков. Качество ремонта определяют исходя из того, насколь- ко хорошо выполнены следующие работы: восстановление геомет- рической правильности основных деталей; правильная увязка ос- новных узлов; сборка, регулировка и отладка механизмов; качество деталей, монтируемых взамен изношенных. Пример. Все работы по плановому техническому обслуживанию и ремонту выполняются в определенной последовательности, образуя повторяющиеся циклы. Таблица 35 Нормы продолжительности простоя оборудования в ремонте и при техническом обслуживании Виды работ Норма простоя, ч/1rм, при работе оборудования в одну смену в две смены в три смены Капитальный ремонт 16 18 20 Средний ремонт 3,0 3,3 3,6 Текущий ремонт 2,0 2,2 2,4 Осмотр перед капитальным ремонтом 0,5 0,5 0,5 Плановый осмотр (полный) 0,4 0,4 0,4 Проверка точности – самостоятельная операция 0,2 0,2 0,2 Промывка – самостоятельная операция 0,2 0,2 0,2 Испытание электрической части – самостоятельная операция 0,1 0,1 0,1 132 Общее время капитального ремонта ,ИПРОМПРОВПООКК ТТТТТТТ  (115) где КТ – время капитального ремонта, ч; ОТ – время осмотра перед капитальным ремонтом, ч; ПОТ – время планового осмотра, ч; ПРОВТ – время проверки точности, ч; ПРОМТ – время промывки, ч; ИТ – время испытания электрической части, ч. 19,41,02,02,04,05,018К Т (ч). Общее время среднего ремонта ,ИПРОМПРОВОСС ТТТТТТ  (116) где СТ – время среднего ремонта, ч. 3,41,02,02,05,03,3С Т (ч). Общее время текущего ремонта ,ИПРОМПРОВОТТ ТТТТТТ  (117) где ТТ – время текущего ремонта, ч. 2,31,02,02,05,02,2Т Т (ч). Общее время технического обслуживания ;ИПРОМПРОВОТО ТТТТТ  (118) 11,02,02,05,0ТО Т (ч). Общее время ремонтов ;ТОТСК ТТТТТ   (119) 133 9,2712,33,44,19 Т (ч). По результатам расчетов выполняется построение графика ремонтов и обслу- живания оборудования. Пример представлен в приложении. Ремонт узла торгово-технологического оборудования В процессе ремонта выполняют следующие основные операции. 1. Машина или аппарат отключается от сети коммуникации, снимаются ремни, разъединяются полумуфта вала двигателя, из ре- зервуаров сливается масло. Если это аппарат, то освобождают от заполняющей его среды, используя дренажи для спуска самотеком, продувают паром или воздухом, промывают водой и т.д. После это- го оборудование надежно отключают от системы, устанавливая за- глушки на фланцевых соединениях до запорной арматуры или по- сле нее. Заглушки должны иметь хорошо заметный хвостовик с обозначенным номером. 2. Чистку и мойку оборудования. 3. Дефектацию и сортировку деталей. 4. Восстановление или замена изношенных деталей. 5. Балансировку роторов. 6. Сборку машины или аппарата. 7. Индивидуальные испытания и сдачу в наладку. Перед началом ремонта оборудование тщательно моют и очи- щают от остатков продукта, смазки и прочих загрязнений. Поверх- ности, соприкасающиеся с продуктами, чистят щетками и ершами, моют горячими растворами кальцинированной соды или каустиче- ской соды, горячей водой и обрабатывают паром. Для чистки картеров оборудования их промывают горячим мас- лом, печным топочным газом, керосином и горячей водой. Приме- нение керосина и печного топлива, имеющих сильный запах, в про- изводственных цехах не допускается во избежание брака продук- ции, вырабатываемого на машинах и аппаратах, близко расположенных от ремонтируемого оборудования. Перед разборкой оборудования необходимо изучить особенности конструкции машины и наметить порядок ее разборки. При этом сле- дует установить назначение и взаимодействие отдельных узлов и де- талей. В первую очередь снимают те детали и сборочные единицы, 134 которые препятствуют дальнейшей разборке. Сложное по конструк- ции оборудование разбирают в следующем порядке: сначала на группы сборочных единил, группы – на отдельные сборочные едини- цы, сборочные единицы – на детали. Детали необходимо укладывать в той последовательности, в которой их снимают с машины. Очистку деталей от загрязнений и ржавчины после разборки ма- шины производят с помощью деревянных лопаток, стержней и скребков. Кроме того, детали отмачивают в керосине, для чего ис- пользуют две емкости: первую – для предварительного отмачива- ния, вторую – для окончательной промывки. Продолжительность отмачивания предварительно очищенных деталей 1–8 ч, после чего их вытирают насухо ветошью. Детали обезжиривают в горячем рас- творе каустической соды, затем промывают в горячей воде и про- сушивают. Смазочные канавки и отверстия в деталях продувают сжатым воздухом. При ремонте шестерен и звездочек определяют возможность дальнейшей пригодности их к эксплуатации. Сборку деталей выполняют в порядке, обратном разборке. При этом руководствуются допусками, приведенными в инструкции за- вода – изготовителя и техническими условиями на изготовление, комплектование и поставку. Порядок проведения индивидуальных испытаний на холостом ходу и коммуникации производят после окончания ремонтных работ. В данном разделе курсового проекта студентом составляется схема или деталировка сборки – разборки (рис. 39) торгового обо- рудования. После чего, преподавателем назначается деталь под ре- монт. Студентом заполняется дефектная ведомость и назначаются мероприятия по ремонту заданной детали. После назначения меро- приятий окончательно готовится маршрутно-технологическая схема ремонта торгово-технологического оборудования (рис. 40), которая представляется в графической части курсового проекта. Пример. Конструкция рассматриваемой овощерезки не является слож- ной, детали и узлы являются относительно легкими и малогабаритными. Последовательность разборки машины следующая: 1) освободить от всех болтовых соединений корпус (поз. 3) для его по- следующего снятия; 135 2) снять винт (поз. 6) и извлечь диск (поз. 4); 3) снять регулировочную гайку (поз. 8) и извлечь сбрасыватель (поз. 9); 4) открутить винты 4 шт. (поз. 19) узла, освободить ведомый шкив от ремня, извлечь узел из машины; 5) открутить болт (поз. 15), извлечь электродвигатель (поз. 12). Рис. 39. Деталировка тестомесильной машины Kenwood mod.FM7 136 Рис. 40. Маршрутно-технологическая схема ремонта 137 Ремонт приводного вала. Все применяемые в настоящее время способы восстановления работоспособности изношенных деталей (ва- лов, осей, втулок, подшипников и др.) подразделяются на две группы. Первая – способы, с помощью которых сопряжению возвращается требуемая посадка без восстановления первоначальных размеров де- талей. Такое восстановление производят, регулируя соединения или обрабатывая одну из деталей под новый размер, называемый ремонт- ным. Вторая – способы, с помощью которых сопряжению возвраща- ется посадка, утраченная восстановлением первоначальных размеров деталей. Для этого на изношенные места деталей устанавливают до- полнительные детали или наносят новый слой металла. В данном случае подойдет второй способ восстановления рабо- тоспособности, а именно метод восстановления первоначального номинального размера. Основой его является наращивание различ- ными способами рабочих поверхностей деталей с их последующей механической обработкой до получения первоначального номи- нального размера и правильной геометрической формы. Наиболее распространенными способами восстановления перво- начального размера деталей являются: использование добавочных деталей и компенсаторов; пайка или сварка; наплавка металла на изношенную поверхность; электрические методы наращивания ме- талла; использование метода пластических деформаций и давления; применение пластических масс исклеивание. Вибродуговая наплавка. При этом способе наплавки конец элек- тродной проволоки 2 совершает колебательные движения вплоско- сти, а наплавленный слой охлаждается (рис. 41). Головка для вибро- дуговой наплавкикроме обычного механизма подачи 1 проволоки имеет вибратор 4, совершающий колебательноедвижение наконечни- ку мундштука 5. В таком вибраторе усыновлен электромагнит, чере- зобмотки которого пропускают переменный ток, вследствие чего пластина (якорь), связанная снаконечником головки, то притягивает- ся к электромагниту, то отходит от него, получая приэтом колеба- тельное движение с частотой колебаний, равной частоте перемены направлениятока (100 раз в 1 с), и амплитудой 1,5...2,5 мм. Для охлаждения сварочного мундштука и направляемого слоя в зону горячей дугинасосом 3 подается 3–5%-й раствор кальциниро- ванной соды в воде. Направляемый валикметалла 5, интенсивно ох- лаждаясь, одновременно закаляется. 138 Рис. 41. Схема установки для вибродуговой наплавки: 1 – механизм подачи; 2 – сварочная проволока; 3 – насос; 4 – вибратор; 5 – сварочный мундштук; 6 – наплавленный слой Восстановление изношенных деталей вибродуговой наплавкой имеет ряд преимуществперед другими способами. Низкое напряже- ние (16–24 В), при котором идет процесс, и егопрерывный характер позволяет вести наплавку при малой глубине прогрева дета- ли,практически без деформаций. Этому же способствует интенсив- ное охлаждение. Совмещаетсяпроцесс наплавки и закалки слоя, по- лому можно получить слой малой толщины oт 0,5 до 2,5мм, что особенно удобно для восстановления деталей малого диаметра. После операций наплавки необходимо осуществить чистовую обработку приводного вала – шлифование вала для придания необ- ходимых размеров и шероховатости. В особенности это касается участков для посадки подшипников и шкива. После шлифования шеек вала их необходимо полировать. По- верхности шеек после шлифования, как правило, не имеют необхо- димого качества поверхности, а это дает повышенный износ на- плавленного материала. 139 Полирование (доводка) шеек вала после ремонта может быть выполнено различными способами (рис. 42). Общим для них явля- ется использование мелкого абразивного полотна с зернистостью 2– 5 мкм, закрепляемого на специальном приспособлении или абра- зивной пасты. Качество доводки легко проверяют с помощью ку- сочка меди – если провести им по хорошо отполированной шейке, то на ее поверхности не должно остаться следа. Рис. 42. Приспособления для полирования шеек валов: а, б – простейшие ручные; в – с электроприводом; 1 – войлочное полотно; 2 – шейка вала; 3 – башмак; 4 – абразивное полотно; 5 – ролик; 6 – кронштейн; 7 – шарнир; 8 – электродвигатель Восстановление шпоночных соединений. Шпоночные соеди- нения служат для подачи крутящего момента от вала к шкиву и на- оборот. Соединительной деталью является шпонка. Главные недос- татки – ослабление из-за наличия шпоночных пазов сечения деталей и уменьшения жесткости при кручении, что часто приводит к раз- рушению деталей соединения. В процессе эксплуатации детали шпоночных соединений под действием динамических нагрузок изнашиваются. Одна из основ- ных причин, вызывающих нарушение правильности распределения нагрузки и смятие шпонки, – увеличение зазора в соединении. К смятию приводит также неправильное расположение шпоночного паза на валу. Перекос осей пазов вызывает перекос охватывающей детали на валу и изнашивание деталей соединения. 140 При ремонте шпонки из пазов обычно извлекают посредством мягких выколоток (рис. 43). Призматические шпонки можно выни- мать из пазов без повреждения. Шпонки извлекают посредством специального приспособления (рис. 44). Его надевают на головку шпонки 1 и закрепляют кольцом 2 и винтом 6. Груз 3 может сво- бодно перемещаться вдоль стержня 4, на конце которого располо- жен упор 5. При ударе груза об упор возникают осевые силы, кото- рые обеспечивают извлечение паза из шпонки. Рис. 43. Нанесение удара при извлечении шпонки Рис. 44. Приспособление для извлечения шпонок: 1 – головка шпонки; 2 – кольцо; 3 – груз; 4 – стержень; 5 – упор; 6 – винт Для восстановления шпоночных пазов применяют различные способы. При значительном износе шпоночный паз ремонтируют посредством наплавки грани споследующем фрезерованием. При обработке необходимо выдерживать размеры паза, регламентируе- мые стандартом. Для ремонта может быть использована вибродуго- вая наплавка, основное преимущество которой – низкая температу- ра нагрева детали (не выше 90–100 °С). Такой нагрев не вызывает деформации и снижения твердости соседних закаленных участков ремонтируемой детали. На рассматриваемый узел оборудования составляются маршрут- ные карты ремонта, пример которых представлен в приложении. 141 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Диагностика, монтаж и ремонт технологического оборудова- ния пищевых производств: учебное пособие / А. Д. Яцков, А. А. Ро- манов. – Тамбов: Изд-во Тамб. ун-та, 2006. – 120 с. 2. Ремонт и монтаж оборудования целлюлозно-бумажного произ- водства / И. З. Малинский. – Лесная промышленность, 1975. – 344 с. 3. Справочник слесаря-монтажника технологического оборудо- вания / П. П. Алексеенко [и др.]; под общ. ред. П. П. Алексеенко. – М.: Машиностроение, 1990. –704 с. 4. Технология монтажа, наладки и ремонта оборудования пище- вых производств / Д. М. Гальперин. Г. В. Миловидов. – М.: Агро- промиздат, 1990. – 399 с. 5. Ремонт и монтаж оборудования предприятий пищевой про- мышленности / И. А. Лазарев. – М.: Легкая и пишевая промышлен- ность, 1981. – 224 с. 6. Монтаж и наладка технологического оборудования предпри- ятий пищевой промышленности: справочник / Д. М. Гальперин. – М., 1988. – 320 с. 7. Единая система планово-предупредительного ремонта и ра- циональной эксплуатации технологического оборудования машино- строительных предприятий / М. О. Якобсон. – М., 1967. – 86 с. 8. Ремонт оборудования спиртовых заводов / Б. Д. Рабинович. – М., 1972. – 119 с. 9. Примеры расчета такелажной оснастки / В. В. Матвеев. – Л.: Стройиздат, 1979. – 230 с. 10. Организация ремонта технологического оборудования мясо- комбинатов / К. А. Иванов. – М.: Агропромиздат, 1991. – 223 с. 11. Краткий справочник монтажника и ремонтника / Н. В. Ники- тин, Ю. Ф. Гаршин. С. Х. Меллер. – М.: Энергоиздат. 1983. – 168 с. 12. Недельский, Г. В. Монтаж и ремонт торгово-технологи- ческого оборудования: учебник для мех. отд-ний техникумов об- ществ. питания / Г. В. Недельский. – 2-е изд., перераб. – М.: Эконо- мика, 1968 – 431 с. 13. Проектирование систем электрического освещения: учебно- методическое пособие для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение» (по отраслям) / В. Б. Козловская, В. Н. Радке- вич, В. Н. Сацукевич. – Минск: БНТУ, 2008. – 133 с. 142 14. Внутреннее электрическое освещение. Рабочие чертежи: ГОСТ 21.608–84. 15. Усатенко, С. Т. Выполнение электрических схем по ЕСКД: справочник / С. Т. Усатенко, Т. К. Каченюк, М. В. Терехова. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 325 с. 143 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Технические характеристики смазочных материалов Масла индустриальные И-12А; И-20А; И-30А; И-40А; И-50А Описание. Бесприсадочные индустриальные масла И-12А, И-20А, И-40А, И-50А предназначены для использования в машинах и механизмах промышленного оборудования, условия работы кото- рых не предъявляют особых требований к антиокислительным и антикоррозионным свойствам масел. Масла И-12А, И-20А, И-40А, И-50А используют также в легко- и средненагруженных зубчатых передачах, направляющих скольже- ния и качения станков и в других механизмах, где не требуются специальные масла. Масло И-12А применяют для смазывания вере- тенных подшипников, а также высокоскоростных легконагружен- ных втулок и шпинделей разнообразного станочного оборудования. Масло И-20А применяют в гидравлических системах промышлен- ного оборудования, для строительных, дорожных и других машин, работающих на открытом воздухе. Масло И-12А и И-20А изготав- ливается на основе дистиллятных, а масла И-30А, И-40А, И-50А на основе дистиллятных и остаточных базовых масел. Преимущества. Масла серии И имеют следующие преимущества:  могут быть использованы в качестве базовых компонентов при изготовлении смазочных масел;  возможно изготовление масел промежуточных классов вязко- сти (например И-30А) путем смешения более вязких масел с менее вязкими в соответствующей пропорции;  практически во всех случаях данные масла можно заменить легированными маслами серии ИГП соответствующей вязкости. Обозначения. Масла индустриальные И-12А, И-20А, И-30А, И-40А, И-50А соответствуют классам вязкости по ISO VG 15, 32, 46, 68 и 100, а также обозначаются по ГОСТ 17479.4-87 как ИЛГА-15, ИГА-32, ИГА-46, ИГА-68 и ИГТА-100 соответственно. 144 Типичные характеристики: И-12А И-20А И-40А И-50А Вязкость кинематическая при 40 °С, мм2/с 17,74 31,32 65,43 105 Кислотное число, мг КОН/г 0,005 0,008 0,004 0,005 Плотность, г/см3 0,862 0,865 0,881 0,901 Температура вспышки, °С 184 206 222 225 Температура застывания, °С –15 –15 –15 –15 Зольность, % 0,002 0,003 0,003 0,005 Цвет по колориметру ЦНТ, ед. 1,5 0,5 1,5 2,5 Массовая доля серы, % 0,5 0,56 0,75 0,92 Масла индустриально-гидравлические ИГП Описание. Масла серии ИГП – это нефтяные масла, полученные путем глубокой селективной очистки с добавкой антиокислитель- ной, противоизносной, антикоррозионной и антипенной присадок. Применяют масла в основном для смазывания современного отечественного и импортного оборудования в различных отраслях народного хозяйства, для эксплуатации которого необходимы масла с улучшенными эксплуатационными свойствами. Эти масла служат рабочими жидкостями в гидравлических системах станков, автома- тических линий, прессов. Преимущества. Масла серии ИГП имеют следующие преиму- щества:  повышенная надежность работы оборудования и его произво- дительность, увеличение срока службы масел в 2-Д раза по сравне- нию с маслами без присадок;  универсальность применения в самых различных системах и узлах промоборудования благодаря присадкам с определенным комплексом свойств;  применение специальной депрессорной присадки обеспечивает низкую температуру застывания и текучесть при низких температурах. Обозначения. Обозначение по ГОСТ 17479.4–87: ИГС-32, ИГС-Д6 и ИГС-68 соответственно. 145 Типичные характеристики: ИГП-18 ИГП-30 ИГП-38 ИГП-49 Кинематическая вязкость при 40°С, мм2/с 26,3 47,2 61,1 80,6 Индекс вязкости 94 95 93 96 Плотность при 20 °С, г/см3 0,868 0,876 0,881 0,884 Температура застывания,°С –15 –15 –15 –15 Температура вспышки (отк. т.), °С 216 226 224 224 Кислотное число, мг КОН/г 0,87 0,94 0,9 0,7 Зольность, % 0,14 0,15 0,14 0,15 Цвет, ед. 0,5 1,5 1,5 2,0 Серия гидравлических масел ТНК Гидравлик Стандарт Описание. Масла серии ТНК Гидравлик Стандарт специально разработаны для применения в гидросистемах импортного и отече- ственного промышленного оборудования, требующих применения высококачественных легированных масел. Это масла широкого применения, предназначенные в первую очередь для замены масел серии ИГЛ от которых они отличаются более функциональным и эффективным пакетом присадок и нали- чием дополнительной деэмульгирующей присадки. Импортный па- кет присадок, использующийся в технологии изготовления масел серии ТНК Гидравлик Стандарт, обладает улучшенной растворимо- стью, что позволяет полностью утилизировать все его качества, и обеспечить значительно лучшую фильтруемость масла по сравне- нию с маслами серии ИГЛ. Масла ТНК Гидравлик Стандарт изго- тавливаются на базе гидроочищенных минеральных масел с при- садками, улучшающими антиокислительные, антикоррозионные, противоизносные, депрессорные, деэмульгирующие, противопен- ные свойства. Эти масла предназначены для широкого применения в гидросистемах с рабочими давлениями до 50 Мпа, и фильтрую- щими элементами до 8-10 микрон, работающих при высоких меха- нических и термических нагрузках. Преимущества. Масла серии ТНК Гидравлик имеют следующие преимущества: 146  за счет применения пакета импортных присадок, обладают улучшенной термической и гидролитической стабильностью и фильтруемостью;  снижают износ компонентов системы за счет высокоэффек- тивных противоизносных присадок;  предотвращают коррозию, снижают негативные эффекты, вы- зываемые присутствием воды в системе по сравнению с маслами серии ИГП;  снижают риск кавитационного повреждения насосов за счет отличного воздухоотделения и антипенных свойств. Обозначения. Обозначение по ISO 6743/4 – НМ 32, НМ 46, НМ 68, а также по ГОСТ 17479.4 – И-Г-С-32, И-Г-С-46, И-Г-С-68. Соответствуют ISO VG 32, 46, 68. Типичные характеристики: ТНК Гидравлик Стандарт 32 46 68 Кинематическая вязкость при 40°С, мм2/с 33,1 46,1 66,0 Индекс вязкости 99 99 99 Плотность при 40°С, г/см3 0,873 0,877 0,883 Температура вспышки в открытом тигле, °С 216 222 224 Температура застывания, °С –25 –25 –25 Цвет по колориметру ЦНТ, ед. 1,5 1,5 1,5 Зольность, % 0,15 0,15 0,13 Кислотное число, мг КОН/г 0,59 0,56 0,64 Массовая доля цинка, % 0,045 0,045 0,045 Масла для направляющих ТНК МНС Описание. Масла серии ТНК МНС специально созданы для применения в направляющих скольжения. Масла производятся из высококачественных базовых компонентов с композицией зару- бежных присадок, улучшающих противозадирные, противоскачко- вые, солюбилизирующие и антипенные свойства. Масла предназна- чены для применения в направляющих скольжения и качения ме- таллорежущих станков, в гидросистемах, в специальных станках различного типа, где требуется равномерность медленных переме- щений, точность и чувствительность установочных перемещений 147 столов, суппортов, ползунов, бабок, стоек и других узлов, где необ- ходимо снизить уровень коэффициентов трения. Масло ТНК МНС 68 применяется для горизонтальных направляющих, а ТНК МНС 220 используется для вертикальных направляющих. Также могут применяться в гидравлических системах промышленного оборудования. Преимущества:  отсутствие скачков при перемещении рабочих органов станков при высоких нагрузках и малых скоростях, обеспечивающее высо- кую точность и чистоту финишной обработки поверхности деталей;  отличные адгезионные свойства по отношению к вертикаль- ным направляющим скольжения;  улучшенные антикоррозионные свойства и повышенная сте- пень чистоты эффективно продлевающие срок службы механизмов;  совместимы со всеми известными конструкционными мате- риалами направляющих скольжения;  исключительные деэмульгирующие свойства, позволяют быст- ро и полностью удалить воду из масляной системы. Обозначения. Масла ТНК МНС соответствуют ISO 6743/13 HG 68, 220. Имеют обозначения по ГОСТ 17479.4 – И-ГН-Е-68,220. Масла с данным пакетом присадок соответствуют спецификациям Cincinatti Milacron, Shmidt в части требований к маслам для направ- ляющих скольжения. Типичные характеристики: ТНК МНС 68 ТНК МНС 220 Вязкость кинематическая при 40°С, мм2/с, в пределах 61–75 198–242 Температура вспышки,°С, не ниже 195 210 Температура застывания,°С, не выше –20 –15 Кислотное число, мг КОН/г 0,5 0,5 Зольность, %,не более 0,04 0,04 Трибологические характеристики на ЧШМ, не менее: индекс задира (Из), Н (кгс) 441(45) 441(45) показатель износа (Ди),мм 0,45 0,45 148 Масло для холодильных компрессоров ХА-30 Описание. Масло для компрессоров холодильных машин ХА-30 применяется в поршневых холодильных компрессорах среднетем- пературных и низкотемпературных коммерческих и промышленных систем, в основном использующих аммиак (R717) в качестве рабо- чей среды. Также ограниченно может применяться в системах перспектив- ных компрессоров холодильных машин работающих на галоидугле- водородных хладагентах – пропане и изобутилене. Масло представ- ляет собой смесь дистиллятного и остаточного нефтяных масел. При хранении и заправке следует принимать меры по предотвраще- нию попадания влаги в масло, так как это может привести к образо- ванию льда на расширительных клапанах, повреждению медных покрытий и другим проблемам. Хранить масло ХА-30 на открытом воздухе не разрешается. При производстве работ по заправке масла в систему необходимо помнить, что аммиак является веществом повышенной опасности и при неосторожном обращении может причинить вред организму человека. Преимущества:  высокая антиокислительная стабильность позволяет использо- вать масло в течение длительного периода;  противостоит образованию шлама и отложений, которые могут приводить к проблемам, связанным с образованием отложений на клапанах, в системах рециркуляции и фильтрации;  не воздействует на уплотняющие материалы;  работает с хладагентом, не разрушающим озоновый слой. Обозначения: Класс вязкости примерно соответствует ISO VG 46. Типичные характеристики: Вязкость кинематическая при 50°С, мм2/с 28–32 Зольность, % 0,004 Кислотное число, мкКОН/г 0,05 Температура вспышки в открытом тигле, °С 185 149 Температура застывания, °С –38 Коррозия: на пластинках из меди выдерж. Масло для холодильных компрессоров ХФ22-24 Описание. Масло для компрессоров холодильных машин ХФ22- 24 применяется в поршневых холодильных компрессорах средне- температурных и низкотемпературных коммерческих и промыш- ленных систем, работающих в низкотемпературном режиме до ми- нус 40 °С при одноступенчатом сжатии, и до минус 70 °С при двух- ступенчатом сжатии, использующих хладагент R22 в качестве рабочей среды. Такие холодильные компрессора в встречаются в основном в: – холодильных камерах супермаркетов и крупных продовольст- венных магазинов; – предприятиях пищевой промышленности; – холодильных установках на транспорте; – установках крупных центральных кондиционеров (гостиницы и офисные центры); Масло для компрессоров холодильных машин ХФ22-24 пред- ставляет собой высококачественное минеральное загущенное мас- ло. При хранении и заправке следует принимать меры по предот- вращению попадания влаги в масло, так как это может привести к образованию льда на расширительных клапанах, повреждению медных покрытий и другим проблемам. Хранить масло ХФ22-2Д на открытом воздухе не разрешается. Преимущества:  хорошая низкотемпературная текучесть;  высокая антиокислительная стабильность позволяет поддер- живать чистоту на внутренних поверхностях испарителя и хорошую теплоотдачу;  противостоит образованию шлама и отложений, которые могут приводить к проблемам, связанным с образованием отложений на клапанах, в системах рециркуляции и фильтрации;  не воздействует на уплотняющие материалы. Обозначения. Класс вязкости примерно соответствует ISO VG 32. 150 Типичные характеристики: Вязкость кинематическая при 50°С, мм2/с 24,5–28,4 Зольность, % – Кислотное число, мк КОН/г 0,04 Температура вспышки в открытом тигле, °С 130 Температура застывания, °С –55 Коррозия: на пластинках из меди выдерж. Смазка приборная ЦИАТИМ-201 Описание. Смазка ЦИАТИМ-201 предназначена для смазывания малонагруженных узлов трения качения и скольжения работающих с малым усилием сдвига. Изготавливаются с использованием низкозастывающего нефтя- ного масла, загущенного стеаратом лития, и добавлением антиокис- лительной присадки. Работоспособна в интервале температур от минус 60 °С до плюс 90 °С. Смазка применяется в радиотехниче- ском оборудовании, электромеханических и других приборах и точных механизмах. Также может применяться при смазывании различных наземных механизмов, в т.ч. узлов автомобильной тех- ники, работающей на Крайнем Севере при низких температурах. Гарантийный срок хранения смазки – 5 лет. Преимущества. Смазка ЦИАТИМ-201 имеет следующие пре- имущества:  стойка к воздействию низких температур (морозостойка) и ту- гоплавка;  защищают металлические поверхности от коррозии, благодаря улучшенной адгезии и высокой стойкости к вымыванию водой. Обозначения. Класс пенетрации 2 по NLGI. 151 Типичные характеристики: Внешний вид Мягкая мазь от светло-желтого до светло-коричневого цвета Температура каплепадения, °С, не ниже 175 Вязкость при –50 °С, Па·с, не более 1100 Предел прочности при 50°С, Па 250–500 Коллоидная стабильностью, не более 26 Массовая доля щелочи, %, не более 0,1 152 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательная графическая часть курсового проекта 153 154 155 156 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Комплект документов на технологический процесс ремонта вала приводного 157 158 159 160