Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по изучению междисциплинарного курса МДК.05.02 «Электрическое и электромеханическое оборудование сварочного, окрасочного и термического производств»

Министерство образования и науки Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Нижегородский автомеханический техникум»

Методические указания и контрольные задания

для студентов-заочников

по изучению междисциплинарного курса МДК.05.02

«Электрическое и электромеханическое оборудование сварочного, окрасочного и термического производств»

Для специальности: 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»

Разработал преподаватель: _______________И.А. Савельева.

Рассмотрены и утверждены

на заседании ПЦК «Электротехнических дисциплин»

Протокол № ___ от ______________2016г.

Председатель комиссии: _______________

Нижний Новгород

2016

Содержание.

Введение

1. Программа ПМ.05 «Эксплуатация отраслевого электрического и электромеханического оборудования»

2. Методические указания по выполнению контрольной работы.

3. Задания на домашнюю контрольную работу.

4. Экзаменационные вопросы.

Список рекомендуемой литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Рабочей программой профессионального модуля ПМ.05 предусмотрено освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД): «Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств» и соответствующих профессиональных компетенций (ПК):

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств.

ПК 1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств.

ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств.

ПК 1.4. Составлять отчетную документацию по техническому обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования.

С целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен:

иметь практический опыт:

• выполнения работ по технической эксплуатации, обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

• использования основных измерительных приборов;

уметь:

• организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

• проводить анализ неисправностей электрооборудования;

• эффективно использовать материалы и оборудование;

• заполнять маршрутно-технологическую документацию на эксплуатацию и обслуживание электрического и электромеханического оборудования;

• осуществлять технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

• производить диагностику оборудования и определение его ресурсов;

• прогнозировать отказы и обнаруживать дефекты электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

знать:

• классификацию основного электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

• физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила эксплуатации электрического и электромеханического оборудования сварочного, окрасочного и термического производств;

• условия эксплуатации электрооборудования;

• действующую нормативно-техническую документацию;

• правила сдачи оборудования в ремонт и приема после ремонта.

Изучение междисциплинарного курса МДК.05.02 на заочном отделении включает в себя на 3 курсе – аудиторных занятий 20 час, в т.ч. практических – 12 часов.

1 Программа МДК.05.02 Электрическое и электромеханическое оборудование сварочного, окрасочного и термического производств

Тема 1. Электрооборудование сварочного производства

Общие сведения об электросварке и электросварочных установках. Их конструктивные особенности, технические характеристики и принципы действия.

Источники питания сварочной дуги. Вольтамперные характеристики сварочной дуги и источника. Электрооборудование и электрические схемы установок дуговой сварки.

Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования сварочных установок.

Лабораторная работа 1. Изучение работы электрической схемы сварочных трансформаторов ТД-504.

Практическое занятие №1. Изучение работы электрической схемы сварочного выпрямителя ВДУ-504.

Лабораторная работа 2. Изучение работы электрической схемы сварочного полуавтомата.

Студент должен:

знать виды, конструкции, технические характеристики и принципы действия электросварочных установок,; электрооборудование, электрические схемы сварочных установок;

уметь: читать электрические схемы сварочных установок, проводить анализ работы схем; обслуживать электрооборудование сварочных установок.

Тема 2. Электрооборудование термического производства

Общие сведения о термических нагревательных установках. Их конструктивные особенности, технические характеристики и принципы действия.

Электрическое оборудование термических нагревательных установок. Схемы управления термическими установками. Автоматическое регулирование температуры термических установок.

Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования термических установок.

Лабораторная работа 3. Изучение работы электрической схемы управления ЭПС.

Практическое занятие № 2. Изучение электрической схемы питания индукционной печи промышленной частоты.

Лабораторная работа 4. Изучение схемы электрооборудования электродуговой печи.

Студент должен:

знать области применения, конструкцию, технические характеристики и принципы действия термических установок; электрооборудование и электрические схемы управления термическими установками;

уметь: читать электрические схемы управления термическими установками, проводить анализ работы схем; обслуживать электрооборудование термических установок.

Тема 3. Электрооборудование окрасочного производства.

Общие сведения об установках электростатической окраски. Их конструктивные особенности, технические характеристики и принципы действия. Электроокрасочные камеры. Электростатические и пневматические краскораспылители.

Электрическое оборудование и электрические схемы установок электростатической окраски.

Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования установок электростатической окраски.

Студент должен:

знать конструкцию, принцип действия, электрооборудование и электрические схемы установок

уметь обслуживать электрооборудование установок электростатической окраски.

2 Методические указания к выполнению контрольной работы

В процессе изучения МДК.05.01 «Электрическое и электромеханическое оборудование сварочного, окрасочного и термического производств» студентами выполняется домашняя контрольная работа. Выполнение контрольной работы определяет степень усвоения студентами-заочниками материала междисциплинарного курса и умение применять полученные знания в практической деятельности.

Методические указания включают в себе 10 вариантов заданий, включающие все темы рабочей программы МДК.05.01.

Каждый вариант контрольной работы содержит пять заданий.

Приступая к контрольной работе, необходимо изучить учебный материал по каждой теме.

При оформлении домашней контрольной работы учесть следующее:

- работа выполняется в печатном варианте на формате А-4 или в тетради в клеточку разборчивым подчерком,

- страницы должны быть пронумерованы с оставлением полей для замечаний рецензента,

- оформление титульного листа контрольной работы осуществляется в соответствии с выданными образцами.

В конце контрольной работы необходимо указать список использованной литературы, дату выполнения и поставить личную подпись.

Методические материалы для выполнения заданий:

1. При выполнении заданий следует ознакомиться с материалами учебников:

1. Шеховцов В. П. «Электрическое и электромеханическое оборудование»: М.: ФОРУМ: ИНФРА-М. 2004

2. Е.Н. Зимин В.И. Преображенский И.И. Чувашов «Электрооборудование промышленных предприятий и установок» Москва «Энергоиздат» 1981 г.

1. Для выполнения задания 4 (по источникам сварочного тока)

Источники сварочного тока могут работать в одном из следующих режимов: перемежающемся, повторно-кратковременном или продолжительном.

Перемежающийся режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки (ПН), определяемой по формуле ПН= (t_н/ t_н+ t_хх)100%.

Данный режим характерен для ручной дуговой сварки, а также для автоматической и механизированной сварки на постоянном токе.

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ), определяемой по формуле ПВ= (t_н/ t_н+ t_п)100%.

Данный режим характерен для ручной дуговой сварки, а также для автоматической и механизированной сварки на переменном токе.

t_н – время работы под нагрузкой

t_хх – время холостого хода

t_п – время паузы

t_ц –расчетно-проверочный цикл (принимается 5 мин или 10 мин)

t_ц= t_н+ t_п и t_ц=t_н+ t_хх

Максимально допустимый сварочный ток определяется по формуле

I_доп= I_ном·

1. По расчету электронагревателей

Для определения мощности нагревательной установки прежде всего необходимо определить количество тепла необходимое для нагрева той или иной среды, материала. Количество тепла Q, необходимое для нагревания тела, при определенном перепаде температуры (t^о_к – t^о_н) пропорционально массе тела m и теплоёмкости его С:

Q = m·С (Т^о_к – Т^о_н), где

m – масса, кг;

С – теплоёмкость, кДж/кг·град;

Т^о_к – конечная температура нагрева тела, ^оС;

Т^о_н – начальная температура тела, ^оС.

Во всех способах электронагрева, где используется метод сопротивления, в основе расчёта лежит закон Джоуля – Ленца:

Q = I²·R·t, где

Q – количество тепла, выделяемое проводником, дж;

I – ток, А;

R – сопротивление, Ом;

t – время, сек.

Приведенную выше формулу можно представить в виде:

Q = I · I· R· t = I·U· t = Р· t;

Потребная мощность электронагревателя определяется по формуле:

Р_п = , где

Q_Т – количество тепла необходимое для нагрева тела, дж;

t – продолжительность нагрева, ч;

η_Т – термический к.п.д. установки ( для хорошо теплоизолированной

установки η_Т = 0,9 – 0,95, для неизолированной η_Т = 0,7 - 0,8 ).

3 Задания на контрольную работу.

Вариант 1

1. Конструктивная и электрическая схемы сварочного трансформатора с нормальным магнитным рассеянием. Перечень элементов. Принцип регулирования сварочного тока.

2. План электроокрасочной камеры с перечнем элементов.

3. Принципиальная электрическая схема управления печью сопротивления. Перечень элементов. Принцип работы.

4. Определить мощность и потребляемый ток электронагревателя, если необходимо нагреть 250 литров воды от 15° С до 70° С за время не более 4 часов при напряжении 220 В. С = 4,18 кдж/кг·град. КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 2

1. Конструктивная и электрическая схемы сварочного трансформатора с подвижными обмотками. Перечень элементов. Ступенчато-плавное регулирование сварочного тока.

2. Сущность метода окраски распылением в электро­статическом поле высокого напряжения.

3. Электрическая схема непрерывного регулятора температуры ЭПС. Принцип работы.

4. Определить время нагрева воды до 60° С нагревателем мощностью 5 кВт, если С = 4,18 кдж/кг·град, КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 3

1. Конструктивная и электрическая схемы сварочного трансформатора с подвижным магнитным шунтом Перечень элементов. Принцип работы.

2. Электростатические центробежные распылители. Конструкции, принцип действия.

3. Принципиальная электрическая схема нагревателя трансформаторного масла. Перечень элементов. Принцип работы.

4. Определить мощность и потребляемый ток электронагревателя, если необходимо нагреть 10 литров воды от 15° С до 50° С за время не более 20 минут при напряжении 220 В. С = 4,18 кдж/кг·град. КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 4

1. Конструктивная и электрическая схемы сварочного выпрямителя. Перечень элементов. Ступенчато-плавное регулирование сварочного тока.

2. Принципиальная схема стационарной установки электростатической окраски.

3. Принципиальная электрическая схема индукционной закалочной установки средней частоты. Перечень элементов и работа схемы.

4. Определить время нагрева 10 литров воды до 60° С нагревателем мощностью 1 кВт, если С = 4,18 кдж/кг·град, КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 5

1. Сварочные аппараты с машинными генераторами постоянного тока. Схема электрическая,

перечень элементов. Регулирование сварочного тока.

1. Пневматические распылители. Электродные сетки. Игольчатые электроды.

2. Принципиальная электрическая схема силовой цепи тиристорного преобразователя частоты ТПЧ индукционной установки. Перечень элементов и работа схемы.

3. Определить мощность и потребляемый ток электронагревателя, если необходимо вскипятить 1,5 литра воды от 15° С за время за 6 минут при напряжении 220 В. С = 4,18 кдж/кг·град. КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 6

1. Электрическая схема силового блока сварочного выпрямителя ВКСМ- 100. Перечень элементов, принцип работы.

2. Принципиальная схе­ма электростатического генера­тора. Перечень элементов. Принцип работы.

3. Схема и конструкция однофазной ИТП. Схема и конструкция однофазной ИКП.

4. Определить время нагрева 1,5 литров воды до 65° С нагревателем мощностью 3,2 кВт, если С = 4,18 кдж/кг·град, КПД термической установки η_Т = 0,9 – 0,95.

Вариант 7

1. Сварочный инвертор. Назначение, структурная схема, принцип работы.

2. Выпрямительное устройство высокого напряжения ВВУ электроокрасочной камеры. Основные элементы и их назначение.

3. Принципиальная электрическая схема лампового генератора индукционной установки. Перечень и назначение элементов схемы.

4. Определить максимально допустимый сварочный ток, если трансформатор ТД-102, у которого I_ном=160 А при ПН_ном=20%, проверочный цикл 10 мин, работает непрерывно более 10 мин, т.е. ПН_раб=100%

Вариант 8

1. Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя ВДУ-504. Основные элементы схемы, назначение.

2. Электрическая схема выпрямительного устройства электроокрасочной камеры типа В-140-5.

3. Технологический процесс нагрева трансформаторного масла для очистки от механи­ческих примесей.

4. Определить мощность нагревателя ЭПС для нагрева до 600°, если нагреваемая масса 200 кг, а время нагрева 2 час

Вариант 9

1. Сварочный полуавтомат. Электрическая схема. Перечень элементов, принцип работы.

2. Искро-предупреждающее устройство ИПУ В-140-5 электроокрасочной камеры. Назначение, устройство, принцип действия.

3. Способы зажигания дуги. Осциллятор. Назначение, принципиальная электрическая схема, перечень элементов, принцип работы.

4. Определить максимально допустимый сварочный ток, если трансформатор ТС-300, у которого I_ном=300 А при ПН_ном=65%, проверочный цикл 10 мин, работает непрерывно более 10 мин, т.е. ПН_раб=100%

Вариант 10

1. Сварочный трактор. Основные узлы, принцип работы. Электрическая схема автоматического регулирования дуги.

2. Опишите работу схемы выпрямительного устройства В-140-5 электростатической окраски в случае замыкания коронирующего электрода и изделия.

3. Принципиальная электрическая схема регу­лятора мощности дуги на одну фазу типа РМД-М. Перечень элементов. Принцип работы.

4. Определить мощность нагревателя ЭПС для нагрева до 800°, если нагреваемая масса 100 кг, а время нагрева 3 час

4 Экзаменационные вопросы

4.1 Практические вопросы

1. Порядок действий перед пуском нового сварочного трансформатора для ручной сварки

2. Порядок действий перед пуском нового сварочного трансформатора для автоматической сварки

3. Порядок действий при наладке сварочного трансформатора для ручной сварки

4. Порядок подготовки сварочного выпрямителя к работе и порядок включения

5. Порядок настройки и включения сварочного тиристорного выпрямителя

6. Порядок подготовки сварочного преобразователя к работе и порядок включения

7. Порядок подготовки сварочного агрегата к работе

8. Порядок подготовки сварочного полуавтомата к работе.

9. Ремонтные работы при текущем ремонте и при капитальном ремонте электросварочного оборудования.

10. Техническое обслуживание электротермических установок.

11. Текущий ремонт электротермических установок.

4.2 Теоретические вопросы

1. Сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием. Конструкции, принцип действия.

2. Устройство и принцип действия сварочного выпрямителя с неуправляемыми вентилями.

3. Опишите ступенчато-плавное регулирование сварочного тока.

4. Установки для полуавтоматической дуговой сварки в среде углекислого газа.

5. Многопостовой источник сварочного тока. Назначение и устройство балластного реостата.

6. Источник питания с машинным сварочным преобразователем. Сварочный агрегат.

7. ЭПС (электропечь сопротивления). Назначение, классификация, общие сведения.

8. Нагревательные элементы. Конструкция ТЭНа. Размещение ТЭНа при внутреннем и внешнем обогреве.

9. Электрооборудование и регулирование параметров ЭПС.

10. По принципиальной схеме управления ЭПС опишите процесс работы печи

11. Принцип индукционного нагрева. Назначение и формы индукторов.

12. Индукционные плавильные печи. Виды, общие сведения, основные элементы конструкции.

13. Электрооборудование индукционных ЭТУ.

14. Опишите процесс автоматического регулирования ИТП

15. ИЗУ, ИНУ: назначение, общие сведения, принцип работы электросхемы.

16. Электродуговые печи. Виды, назначение, устройство и принцип действия.

17. Опишите конструкцию тигельной плавильной печи.

18. Электрооборудование электродуговых печных установок.

19. Автоматическое регулирование мощности ЭДП.

Список рекомендуемой литературы.

Основные источники:

1. Шеховцов В. П. «Электрическое и электромеханическое оборудование»: М.: ФОРУМ: ИНФРА-М. 2004

2. Соколова Е. М. Электрическое и электромеханическое оборудование, М.: Издательский центр «Академия», 2005.

3. Е.Н. Зимин В.И. Преображенский И.И. Чувашов «Электрооборудование промышленных предприятий и установок» Москва «Энергоиздат» 1981 г.

Дополнительные источники:

1. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию, М. Высшая школа, 1985

2. Александров А.Г. Эксплуатация сварочного оборудования. Справочное издание.- Киев.: Будивэльнык, 1990

3. ГОСТ 12.2.007.9-93 Безопасность электротермического оборудования

4. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта общепромышленного оборудования: Справочник. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006

5. Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки. М.: Высш. шк.; Изд. Центр «Академия», 1997

6. Интернет-ресурсы.