Повышение энергоэффективности участков токарной обработки
Автор: Фролов Вячеслав Викторович, Приходько Ольга Юрьевна, Слипченко Сергей Евгеньевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
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.
Асинхронный электродвигатель, коэффициент мощности, активная мощность, реактивная мощность, объектно-ориентированное проектирование, кластерный анализ, токарный станок
Короткий адрес: https://sciup.org/147234091
IDR: 147234091 | DOI: 10.14529/power210106
Список литературы Повышение энергоэффективности участков токарной обработки
- 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, материаловедение. – 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 уменьшения / 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 книга», 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 обработки 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. Потемкина // 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. Ерзин, 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. Технические 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 системы / 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. Соболенская. – 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 «Харківський політехнічний інститут». Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. – 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 обращения: 17.05.2020).
- Соловьев, В.А. Расчет характеристик трехфазного асинхронного двигателя: методические указания 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 конкретном 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 металлообработки. 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 численности 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 обращения: 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 программным управлением: справ. / В.И. Гузеев, В.А. Батуев, И.В. Сурков; под. ред. В.И. Гузеева. – М.: Машиностроение, 2005. – 368 с.