Порядок выполнения лабораторной работы

 

Лабораторная работа по исследованию сварочного трансформатора со снижением напряжения холостого хода выполняется в следующем порядке.

1. Ознакомиться с конструкцией и описанием лабораторного стенда, теорией ведения сварочных работ и теорией переходных процессов в сварочной дуге.

2. Подготовить стенд к проведению лабораторной работы:

– вставить новый электрод в электродержатель и закрепить его с помощью винта 14 (электрод 3 мм);

– плотно закрыть смотровое окно;

– включить АП посредством нажатия белой кнопки.

3. Для лучшего и более точного выполнения лабораторной работы рекомендуется выполнять её группой из 3-4 человек, распределённых следующим образом: 1 человек – для ведения сварки, контроля, управления и визуального наблюдения за дугой;
1-2 человека – для снятия показаний с приборов, 1 человек заносит показания приборов в таблицу.

4. Снять показания приборов в дежурном режиме:

– снять исходные параметры приборов;

– снять показания приборов при нажатии кнопки «Контроль». Произвести тестирование схемы этой же кнопкой, как указано выше в (3.1; 3.6).

5. Снять показания приборов в рабочем режиме:

– снять показания приборов при КЗ без дуги, соблюдая все правила безопасности;

– снять показания приборов в начале горения дуги (длина дуги » 3-5 мм);

– снять показания приборов в середине горения дуги (длина дуги » 5-12 мм);

– снять показания приборов в конце, перед обрывом дуги (длина дуги » 15-20 мм).

Особенность этого процесса состоит в том, что студент или лаборант, производящий манипуляции с рычагом электродержателя, должен руководить процессом отметки показаний приборов, путём подачи речевых команд о том, на какой стадии горения находится дуга. Другие участники эксперимента должны снять показания с приборов и занести их в табл. 3.

 

Таблица 3

 

Показания с приборов

 

Режимы	Приборы
U1, В	U2, В	U3, В	A1, А	A2, А
Дежурный
Контроль
КЗ
Начало
Середина
Перед обрывом

 

По результатам таблицы построить графики вольт-амперных характеристик источника питания и дуги.

После выполнения лабораторной работы снять напряжение со стенда, убрать рабочее место и составить отчёт.

 

Техника безопасности

 

Общие положения

При выполнении сборочных и сварочных работ возможны опасности для здоровья рабочих: поражение электрическим током, поражение лучами дуги глаз и открытых поверхностей кожи, ушибы и порезы во время подготовки изделий к сварке и во время сварки, отравление вредными газами и пылью, ожоги от разбрызгивания электродного расплавленного металла и шлака и др.

 

Поражение электрическим током

Поражение человека электрическим током может быть в виде электрического удара и в виде электрических травм (технические повреждения ткани организма).

К поражению электрическим током приводят следующие причины:

1) случайное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

2) прикосновение к конструктивным металлическим частям установок, нормально находящихся без напряжения, которые оказались под напряжением вследствие повреждения изоляции.

Травма возникает при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через тело человека. Причинами являются: недостаточная электрическая изоляция аппаратов и питающих проводов, плохое состояние спецодежды и обуви сварщика, сырость и теснота помещений и другие факторы.

В условиях сварочного производства электротравмы происходят при движении тока по одному из трёх путей:

а) рука-туловище-рука;

б) рука-туловище-нога;

в) обе руки-туловище-обе ноги.

При движении тока по третьему пути сопротивление цепи наибольшее, следовательно, степень травматизма наименьшая. Наиболее сильное действие тока будет при движении его по первому пути.

В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы:

– при 0,6-1,5 мА – лёгкое дрожание рук;

– при 5-7 мА – судороги в руках;

– при 8-10 мА – судороги и сильные боли в пальцах рук;

– при 20-25 мА – паралич рук, затруднение дыхания;

– при 50-80 мА – паралич дыхания;

– при 90-100 мА паралич дыхания, при длительности более 3с паралич сердца;

– при 3000 мА и при длительности более 0,1с – паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела.

Следовательно, смертельной следует считать величину тока 0,1 А. С повышением частоты электрического тока более 500 Гц действие его существенно ослабевает.

 

Защита от поражения электрическим током

Для защиты сварщика от поражения электрическим током необходимо:

– надёжно заземлять корпус источника питания дуги и свариваемое изделие;

–не использовать контур заземления для обратного провода;

– хорошо изолировать рукоятку электродержателя;

– работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не должны иметь в подошве металлических шпилек и гвоздей);

– прекращать работу при дожде и сильном снегопаде (если нет укрытий);

– при работе внутри сосудов пользоваться резиновым ковриком и переносной лампой напряжением не более 12 В.

 

Поражение зрения

Спектр лучистой энергии, выделяемой сварочной дугой, состоит из инфракрасных, световых и ультрафиолетовых лучей. Интенсивность излучения возрастает с повышением тока дуги.

Яркость видимой части спектра достигает 16000 стильбов, что в тысячи раз превышает переносимую человеком дозу.

Ультрафиолетовые лучи вызывают заболевание слизистой и иногда роговой оболочки глаз, называемое электроофтальмией, и ожог открытой кожи сварщика.

Электроофтальмия начинается спустя 5-8 часов после облучения глаз. Она сопровождается болью в глазах, ощущения засорения глаз мельчайшими частицами, веки глаз закрываются, их трудно поднять, появляется слезотечение, сопровождаемое головной болью.

Инфракрасные лучи могут вызвать повреждение глаз только при длительном действии.Это повреждение называется катарактой (помутнение) хрусталика и может привести к частичной или полной потере зрения. Однако это заболевание у сварщиков встречается редко.

Для защиты органов зрения электросварщики работают со светофильтрами, которые задерживают и поглощают излучение дуги. В соответствии с помощью дуги следует применять светофильтры:

Э-1 – для сварочного тока 30-75 А;

Э-2 – для сварочного тока 75-200 А;

Э-3 – для сварочного тока 200-400 А;

– для сварочного тока более 400 А.

 

Защита от ожогов

Для защиты от ожогов применяется спецодежда (куртка, брюки, рукавицы; иногда головной капюшон) из брезента или специальной теплостойкой ткани. При работе куртка должна быть всегда поверх брюк, а брюки обтянуты поясом во избежание попадания брызг металла и шлака на тело. Обувь сварщика должна иметь гладкий верх и прикрыта брюками. Для работы на воздухе сварщик должен иметь теплостойкие эластичные подлокотники, подколенники, подстилки. В местах электросварочных работ должны быть средства пожаротушения: ящик с песком, щит с инструментом (топор, лом, багор, лопата и т.п.) и огнетушители.

 

Меры безопасности

Спроектированный стенд относится к электроустановкам до 1000 В. Во избежание прикосновения к токоведущим частям все элементы схемы и монтажа выполнены внутри стола и доступ к ним закрыт. Конструктивно передние панели выполнены на металлических рамах их уголка, который имеет надежное заземление, чтобы избежать появления напряжения на конструкции стенда.

1. Перед началом работы убедиться в исправности заземления.

2. Запрещается подавать напряжение на стенд при открытых передних панелях и ненадежном заземлении.

3. Во избежание поражения глаз и попадания горячих капель металла и шлака на людей запрещается зажигать дугу при открытой смотровой форточке сварочной камеры.

4. В случае обнаружения неисправности, необходимо обесточить стенд и приступить к ее устранению. Все работы вести после снятия напряжения.

5. При выполнении лабораторной работы, во избежание выхода из строя всей цепи сварочного трансформатора, не допускать длительного (более 5 с) короткого замыкания электрода без возникновения дуги.

Если залипание электрода все же произошло и попытки оторвать его с помощью рычага (рукоятки) подачи не дали результата, следует обесточить стенд пусковым аппаратом АП посредством нажатия красной кнопки. Убедившись, что напряжение снято (лампочка «сеть» не горит), открыть смотровое окно сварочной камеры, открутить прижимкой «винт» на электродержателе и поднять рукоятку вверх. Во избежание ожога прилипший электрод удалить с помощью пассатижей.

6. Выполнять лабораторную работу необходимо в присутствии либо преподавателя, либо лаборанта.

 

Таблица 4

 

Спецификация оборудования

 

			Обозначение	Наименование	Кол-во	При- меча-ние
				Стенд Схема электрическая Принципиальная
				Перечень элементов
			QF	Автомат АП-25-3 МТ
			SB1, SB2	Выключатель кнопочный
				Трансформаторы:
			ТС	Трансформатор сварочный
			Т1	Трансформатор
			ТА 1	Трансф.тока ВЛЕИ
			ТА 2	Трансф.тока ТТ 50-5
			ТА 3	Трансф.тока ТТ 200-5
				Диоды:
			VD 1... VD 4	Выпр.сборка КЦ 405
				Приборы:
			PV 1	Вольтметр Э 8021
			PV 2	Вольтметр М 2001
			PV 3	Вольтметр М 4200
			РА 1	Амперметр
			РА 2	Амперметр Э 8025
				Лампы:
			HL 1, YL 2	AME 323221 V 2, 24 B
				Резисторы:
			R 1, R 2	СП - 0,4
				Контактор:
			RV 1	RV 18 - 36 - 5101
				Предохранители:
			FU 1, FU 2	ВПТ 6-33 В
				Вставка магистр:
			ХР 1, ХР 2	ВМ - 600 У 2
				Гнездо панельное:
			XS 1, XS 2	ГП - 600 У 2
				Вилка:
			ХР 3	ШП 16 П 2 ЭШ 5
				Розетка:
			XS 3	ПГ 1 Н - 2 - 27
				Розетка:
			XS 4	ШП 16 П 2 НШ 5
				СУ
		Схема электрическаяпринципиальная
				Перечень элементов:
				Микросхемы:
			DD1, DD2, DD3	К 561 ЛА 7
			DD 3	К 561 ЛА 9
			DD 4, DD5	К 561 ИЕ 16
				Транзисторы:
			VT 1	КТ 508 Г
			VT 2, VT 3	КТ 502 Е
				Тиристоры:
			VS 1, VS 2	КУ 228
				Диоды:
			VD 1, VD 11-VD 14	КД 208
			VD 7-VD 10	КД 208 К
				Стабилитроны
			VD 2, VD 3	КС 510 А
			VD 4	КС 515 А
			VD 5, VD 6	КС 527 А
				Конденсаторы:
			С1-С3,С6,С10,С11	К 73-11-250 В - 0,1 мкФ
			С4, С5	К 10-73-Н 30 - 1000 пФ
			С7, С9	К 50-24-100 В - 4,7 мкФ
			С8	К 50-24-63 В – 100 мкФ
				Резисторы:
			R1	МЛТ 91 Ом
			R2	МЛТ 200 Ом
			R3	МЛТ 300 Ом
			R4	МЛТ 3,3 кОм
			R5 - R13	МЛТ 3,3 кОм
			R14, R16, R25	С 2 - 23 22 кОм
			R15	С 2 - 23 200 кОм
			R17	МЛТ 620 Ом
			R18, R20	С 2 - 23 2,2 кОм
			R19, R21	С 2 - 23 5,1 кОм
			R22 -R 24	МЛТ 51 Ом

 

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Кудрин, Б. И. Электроснабжение потребителей и режимы: учебное пособие / Б. И Кудрин, Б. В. Жилин, Ю.В. Матюнина. – М.: Издательский дом МЭИ, 2013. – 412 с.

2. Анчарова, Т. В. Справочник по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий / Т. В. Анчарова [и др.]; под общ.ред. С. И. Гамазина [и др.]. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 745 с.

3. Фролов, Ю.М. Основы электроснабжения: учеб.пособие для студентов вузов / Ю.М. Фролов, В.П. Шалякин. – СПб.: Лань, 2012. – 480 с.

http://e.lanbook.com/books/emelent.php?pl1_cid=25&pl1_id=4544

Дополнительная литература

4. Слухоцкий, А. Е. и др. Установки индукционного нагрева / Под ред. А. Е. Слухоцкого. – Л.: Энергоиздат, 1981. – 99 с.

5. Слухоцкий, А. Е. Индукторы для индукционного нагрева / А. Е. Слухоцкий, С. Е. Рыскин. – Л.: Энергия, 1974. – 264 с.

6. Шепеляковский, К. З. Условия применения метода поверхностной закалки при глубинном индукционном нагреве: в кн.: Применение токов высокой частоты в электротермии. – Л.: Машиностроение, 1974. – 17 с.

7. Шамов, А. Н. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. – 2-е изд. – Л.: Машиностроение, 1974. – 280 с.

8. Мастяев, В. Я. Генераторы на импульсных тиратронах для индукционного нагрева. – М.: Энергия, 1978. – 95 с.

Нормативная литература

9. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. Утверждены Приказом Минтруда РФ от 24.07.2013 № 328 н. – Екатеринбург: ИД «Урал Юр Издат», 2014. – 152с. http://www.aik-kr.ru/content/pravila-po-ohrane-truda-pri-ekspluatacii-elektroustanovok

10. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2011. – 192 с.

http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=57238

11. Правила устройства электроустановок; 7 изд. – М.: НТЦПБ, 2012. – 584 с.