Повышение энергоэффективности участков токарной обработки

Вячеслав Викторович Фролов, Ольга Юрьевна Приходько, Сергей Евгеньевич Слипченко

Аннотация


Цель данной работы – повышение энергоэффективности участков токарной обработки за счет наиболее рационального использования электрической сети механического цеха. Для достижения этой цели решаются следующие задачи: разработка модели участка механической обработки на основе положений объектно-ориентированного проектирования; проверка адекватности модели для реальных расчетов; разработка подхода, обеспечивающего повышение энергоэффективности участка за счет организационно-технологических решений на этапах проектирования и внедрения технологических процессов. Использование кластерного анализа позволило определить, что типовой участок токарной обработки в мелкосерийном производстве может содержать 20 токарных станков следующих мощностей: 0,75 кВт
(7 станков); 1,5 кВт (4 станка); 2,2 кВт (3 станка); 3 кВт (1 станок); 4 кВт (1 станок); 5,5 кВт (1 станок); 7,5 кВт (1 станок); 11 кВт (2 станка). Такой выбор оборудования позволяет выполнять токарную обработку деталей наиболее эффективно по использованию мощностей. Распределение обработки по станкам на участке осуществляется по максимуму коэффициента мощности на основе объектной модели предметной области и с помощью разработанного программного обеспечения на платформе NET. Все станки участка при таком подходе являются центрами кластеров, вокруг которых группируются обрабатываемые детали. Это обстоятельство повышает энергоэффективность токарной обработки на участке за счет снижения потерь электроэнергии в сетях.


Ключевые слова


асинхронный электродвигатель; коэффициент мощности; активная мощность; реактивная мощ-ность; объектно-ориентированное проектирование; кластерный анализ; токарный станок.

Литература


Ахметшин, Э.Р. Исследование состояния российского рынка многофазных электродвигателей и перспективы их развития до 2025 года / Э.Р. Ахметшин // Молодой ученый. – 2017. – № 48 (182). –

С. 55–60. – https://moluch.ru/archive/182/46803/ (дата обращения: 03.05.2020)

Шумихина, Е.М. Повышение энергоэффективности асинхронного электродвигателя посредством автоматического управления параметрами его электропитания / Е.М. Шумихина // Двигатель. – 2010. – № 4 (70). – С. 58–59. – https://elibrary.ru/item.asp?id=19428228 (дата обращения: 03.05.2020).

Карпов, А.В. Показатели энергетической эффективности процесса резания / А.В. Карпов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, мате-риаловедение. – 2012. – Т. 14, № 1. – С. 51–59. – https://elibrary.ru/item.asp?id=17642257 (дата обращения: 02.05.2020).

Новиков, Ф.В. Физическая сущность энергоемкости механической обработки и условия ее уменьше-ния / Ф.В. Новиков // Современные инновации в науке и технике: сб. науч. тр. 4-й Междунар. науч.-практ. конф., Курск, 17 апреля 2014 г.: в 4 т. / отв. ред. А.А. Горохов. – Курск: Изд-во ЗАО «Университетская кни-га», 2014. – С. 211–217. – https://elibrary.ru/item.asp?id=22546637 (дата обращения: 02.05.2020).

Малькова, Л.Д. Влияние величины припуска поковок на энергоемкость механической обработки / Л.Д. Малькова // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2015. – № 10. – С. 65–73. – https://elibrary.ru/item.asp?id=25118293 (дата обращения: 02.05.2020).

Карпов, А.В. К вопросу повышения энергетической эффективности технологических процессов об-работки резанием / А.В. Карпов // Современные наукоемкие технологии. – 2019. – № 3. – С. 43–47. – https://elibrary.ru/item.asp?id=37317717 (дата обращения: 02.05.2020).

Адаменко, В.М. Энергоэффективность процесса резания поверхностей заготовок деталей на основе анализа энергопотребляющих показателей технологического оборудования / В.М. Адаменко, Ж.А. Мрочек // Наука и техника. – 2012. – № 4. – С. 3–6.

Мрочек, Ж.А. Оценка и выбор критериев оптимальности системы резания по энергопотребляющим показателям технологического оборудования / Ж.А. Мрочек, Д.В. Адаменко, В.М. Адаменко // Вестник БНТУ. – 2010. – № 5. – С. 11–14. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25401392 (дата обращения: 03.05.2020).

Лепеш, А.Г. Повышение эффективности использования электроэнергии. / А.Г. Лепеш, Т.В. Потемки-на // Технико-технологические проблемы сервиса. – 2017. – № 2 (40). – С. 60–72. – https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=29771150 (дата обращения: 03.05.2020).

Сальников, В.С. Существующие методы повышения энергоэффективности на промышленных предприятиях / В.С. Сальников, А.А. Брыксина // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2013. – № 12-1. –

С. 149–155. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21228092 (дата обращения: 25.04.2020).

Ивутин, А.Н. Роль технологической информации в обеспечении эффективного энергопотребления предприятий / А.Н. Ивутин, В.С. Сальников // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2017. – № 8-1. –

С. 165–170. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29897366 (дата обращения: 25.04.2020).

Сальников, В.С. Анализ энергоэффективности технологических систем / В.С. Сальников, О.А. Ер-зин, В.Г. Шадский // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2013. – № 12-1. – С. 155–163. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21228093 (дата обращения: 25.04.2020).

Сальников, В.С. Компьютерная поддержка рационального использования энергетических ресурсов в производственной системе / В.С. Сальников, А.Н. Ивутин, Ю.В. Французова // Известия ТулГУ. Техниче-ские науки. – 2018. – № 6. – С. 106–114. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36434910 (дата обращения: 25.04.2020).

Сальников, В.С. Управление энергопотреблением на основе самоорганизации технологической си-стемы / В.С. Сальников, Н.Н. Трушин, М.С. Туманова // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2014. –

№ 11-2. – С. 576–585. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id= 23050919 (дата обращения: 25.04.2020).

Асинхронные двигатели серии 4А: справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.М. Афонин, Е.А. Собо-ленская. – М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.

Фролов, В.В. Автоматизированные модули расчета режимов резания для обработки отверстий на многоцелевых станках с ЧПУ / В.В. Фролов // Вісник Національного технічного університету «Харків-ський політехнічний інститут». Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Технології в машинобуду-ванні. – Харків : НТУ «ХПІ», 2008. – № 4. – С. 152–157.

Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова,

А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение-1, 2001. – Т. 2. – 944 с.

Винокуров, М.Р. Повышение точности расчета вращающего момента асинхронного двигателя с учетом поверхностного эффекта в стержнях ротора / М.Р. Винокуров, А.А. Моисеенко, Н.Ю. Масловцева // Вестник ДГТУ. – 2011. – № 5. – С. 621–630. – https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17215505 (дата обра-щения: 17.05.2020).

Соловьев, В.А. Расчет характеристик трехфазного асинхронного двигателя: методические указа-ния к самостоятельной работе студентов по дисциплинам «Электротехника и электроника», «Основы электропривода» / В.А. Соловьев. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. – 44 с.

Яцкив, И.В. Проблема валидации имитационной модели и ее возможные решения / И.В. Яцкив // Имитационное моделирование. Теория и практика: сб. докл. первой всерос. науч.-практ. конф. ИММОД-2003. – СПб.: ЦНИИТС, 2003. – Т.1. – С. 211–217. – http://simulation.su/uploads/files/default/immod-2003-1-211-217.pdf (дата обращения: 30.05.2020).

Ширялкин, А.Ф. О разработке классификационной системы информации о деталях машин на кон-кретном предприятии / А.Ф. Ширялкин, А.Н. Угасин // Вестник УлГТУ. – 2013. – № 3 (63). – С. 63–71. – https://elibrary.ru/item.asp?id=20419885 (дата обращения: 02.05.2020).

ОНТП 09-93. Нормы технологического проектирования машиностроения, приборостроения и ме-таллообработки. Ремонтно-механические цехи. – Введ. 01.04.1994. – http://docs.cntd.ru/document/ 1200030954 (дата обращения: 05.05.2020).

СОЛДРИМ-УКРАИНА. Бизнес-план внедрения технологического оборудования. Данные о численно-сти станочников и оборудования в механосборочных цехах ПМ на 01.02.2005 г. – http://soldream.com.ua/ bp.html/2 (дата обращения: 05.05.2020).

Башагуров, Ю.М. Учет режимов нагрузки при проектировании асинхронных двигателей /

Ю.М. Башагуров, Э.К. Стрельбицкий // Известия ТПУ. – 1971. – Т. 212. – С. 509–512. – https://cyberleninka.ru/article/n/uchet-rezhimov-nagruzki-pri-proektirovanii-asinhronnyh-dvigateley (дата об-ращения: 22.03.2020).

ООО «Вэб Трейдинг».Тайфун 2020. – https://www.stanki-taifun.ru/ (дата обращения: 05.05.2020).

Рязанский станкозавод (РСЗ). – http://www.prsz.ru/index.php?id=724 (дата обращения: 05.05.2020).

Торговый дом «BORGAR». – https://borgar.ru/katalog/td-borgar/tokarnye-stanki (дата обращения: 05.05.2020).

CORMAK (Польша). – https://www.cormak.pl/ (дата обращения: 05.05.2020).

Торговый дом «Белорусские станки». – https://belstanki.ru/ (дата обращения: 05.05.2020).

ООО «Белстанкоцентр». – https://belstankocenter.by/ (дата обращения: 05.05.2020).

СПЕЦМАШ. – https://specmash.kiev.ua/ (дата обращения: 05.05.2020).

Станки и оборудование JET. – https://jet-ua.com/goods/metal_tokarnie (дата обращения: 05.05.2020).

Рубикон ООО. – http://stanki-katalog.ru/sprav_1.htm#s016 (дата обращения: 05.05.2020).

Гузеев, В.И. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с про-граммным управлением: справ. / В.И. Гузеев, В.А. Батуев, И.В. Сурков; под. ред. В.И. Гузеева. – М.: Машино-строение, 2005. – 368 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power210106

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.