CC BY
37
К 2 — -
(А1С2 І 2 — А2 І1 С1 )2
А1202/22 " Ай,І 12
2 А А
Временной интервал (/1; /2) определяется из величины достоверного участка кривой сигнала, имеющей место в режимах насыщения трансформаторов тока. Точность вычислений увеличивается с ростом данного временного интервала.
Синус угла сдвига между ЭДС источника и током вычисляется по выражению (4) для любого момента времени.
Во всех вычислениях величина Та задается постоянной, выбранной из диапазона возможных значений. Разница заданной Та и постоянной времени, которая имеет место в обрабатываемом сигнале, вносит погрешность, которая падает с ростом интервала (/1; /2). Исследование зависимости погрешности приведенного алгоритма от входных величин является темой отдельного исследования.
Особенностью данного алгоритма является то, что погрешность вычислений с ростом временного интервала между выборками /1 и /2 сокращается. Это позволяет применять более дешевые компоненты с низким быстродействием и снизить объем потока информации в процессор, что частично освободит его ресурсы. Отсутствие чувствительности к шумовым составляющим и учет наличия апериодической составляющей в сигнале позволяет исключить из структуры входных це-
пей фильтры высоких и низких частот, что в свою очередь минимизирует искажения кривой первичного сигнала.
Данный алгоритм позволяет выявить начало ава -рийного процесса до наступления момента времени, когда токи в цепи могут вызвать повреждение защи-шаемого оборудования, т. е. фактически алгоритм прогнозирует аварию еще до ее наступления. Таким образом, промежуток времени протекания сверхтоков по оборудованию сокращается, а при использовании быстродействующих коммутационных устройств (например, полупроводниковых выключателей) в некоторых случаях может отсутствовать полностью.
Микропроцессорные защиты, использующие приведенный вычислительный алгоритм, обладают большим быстродействием, точностью и помехоустойчивостью, что позволяет повысить четкость срабатывания, снизить количество ложных отключений и сократить время протекания сверхтоков через защищаемое оборудование. Это уменьшает вероятность его повреждения в результате коротких замыканий, повышает срок службы, сокращает время, необходимое для починки. Таким образом, повышается надежность электроснабжения и стабильность работы предприятия пищевого комплекса в целом.
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Поступила 17.10.06 г.
621.979
МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОЛЬЦЕВОГО ПРЕССА
В.П. БОРОДЯНСКИЙ
Кубанский государственный технологический университет
Кольцевые прессы, осуществляющие уплотнение сыпучего материала, обладают рядом преимуществ по сравнению с валковыми прессами [1]. Эти прессы имеют малые габариты и позволяют вести прокатку в режиме более благоприятном для уплотняемого продукта, так как материал входит в прессовый канал при минимальных углах захвата. Кроме этого, значительная протяженность канала позволяет достигать больших давлений и соответственно получать продукт высокой плотности [2].
Валковые прессы обычно имеют два (приводных) валка одинакового размера, скорости которых равны. Поэтому энергосиловые расчеты этих прессов упрощаются.
В случае уплотнения материала в кольцевом прессе расчеты усложняются. Это связано как с особенностью геометрических параметров, так и видом привода кольца и диска. Чаще всего в кольцевом прессе приводится кольцо, а диск является холостым. При этом ок-
ружные скорости кольца и диска оказываются разными, что приводит к возникновению дополнительных касательных напряжений.
Скорости приводных кольца и диска должны быть согласованы, с тем чтобы равномерно загрузить привод пресса и обеспечить «чистое» уплотнение (сжатие с минимальным сдвигом).
Покажем, что в случае равенства скоростей поверхностей кольца 1 и диска 2 (оба приводные) мощность, необходимая для процесса уплотнения материала 3, одинакова как для кольца, так и для диска.
Полагаем, что равнодействующая сил Р12 со стороны кольца 1 на диск 2 через материал 3 (рис. 1) проходит через точку А1 (угол ф).
Для определения величины О2А1, а затем угла в треугольника О1О2А1 используем теорему косинусов:
02 А1 — -у] с2 + г\2 — 2 ог1 ооб ф, (1)
где с - межцентровое расстояние О1О2, м; ф - угол, определяющий положение нейтрального сечения и вектора Р12; п - радиус кольца, м.
По теореме синусов:
c O2 A . c sin ф
-------= 2 1; sin B =-----------------------4
sin p sin ф O2 A1
По векторному треугольнику скоростей (рис. 1) определим Vl2
V12 =2V sin|
(11)
или
sin p =
c sin ф
д/c2 + r12 - 2 cr1 cos Ф
(2)
и подставив это значение в (10), получим зависимость (9), т. е.
N = 2 P12V1 sin 2
где p - угол между касательными в точках Аі и А2 окружностей кольца и диска.
Особенностью нейтрального сечения А1А2 является то, что скорости всех точек этого сечения в направлении движения материала одинаковы (при V1 = V2).
V1 cos g1 = V2 cos g2,
но V1 = V2 и тогда
p.
Ї1 = g2 =g = 2.
(3)
M1 =P12 O1M = P12r1 sin g=P12 r, sin -2.
(4)
Момент М2 для диска 2
p.
M2 = P21O2N = P21r2 sing=P21r2 sin-2. (5)
Мощность, необходимая для вращения кольца:
N =Mi w =Pi2 riSin К = Р12Ц sin -2. (6)
Мощность, необходимая для вращения диска:
■ p V2
2
ln p
N2 =M2 w =P21r2sl^-^ = P21V2sl^. (7)
2 r2
2
Но скорости V1 и V2 равны и P12 = P21, тогда
N1 =N2 =P12^sln |
(8)
т. е. кольцо и диск нагружены одинаково, а полная мощность N для проведения процесса уплотнения
p
МПГ
N = N1 " N2 =2 P12 V1 sln2.
Можно определить мощность N по формуле
N = P12^2 ,
(9)
(10)
где V 12 - относительная скорость поверхностей кольца и диска в ней -тральном сечении.
Величину ^2 можно определить с использованием мгновенных центров скоростей (МЦС), которые находятся в точках С2 и С1 (рис. 1). Так как кольцо и диск вращаются в одном направлении, то относительная скорость V12 будет являться разностью скоростей точек А1 и А2:
Вектор относительной скорости У12 поверхностей кольца 1 и диска 2 в точках А1 и А2 нейтрального сечения проходит в направлении А^42, как и вектор равнодействующей Р12 = Р21. Для проведения процесса уплотнения необходимо приложить момент М1 к кольцу:
VA1 = w A1C1
и Va2 = ®2 A2 C2 .
С достаточной точностью можем записать
(12)
A1C1 = O3 A1 tg
Ф
= (O1 A - MO3 )tg
(13)
После преобразований получим
p
A1C1 =r1
tg
■ p - sin-2
Аналогичным методом определяем А2С2
A2 C2 = r2
tg
p
sin-
2
(14)
(15)
Относительная скорость V1
Ч2 =V21 =Va, -Va1 =
= 01r1
— r2
tg
tg
Ф
■ p - sin-2
p
- sin-2
(1б)
V? Рис. 1
Ф
Ф
Рис. 2
После упрощений с учетом, что ю1г1 = ю2г2, получим
p V12 = 2 rn1r1 sin-^-,
(17)
или
отсюда
ю2г2 = ю1г1 cos p,
r1w1 cos p
(18)
(19)
ределять по скорости и плотности материала в нейтральном сечении
Q = VNhNbp N
(20)
где 2 - производительность пресса, кг/с; VN - скорость материала, проходящего нейтральное сечение, м/с; кх - высота прессового канала в нейтральном сечении, м; Ь - ширина прессового канала, м; рх - плотность материала в момент его прохождения нейтрального сечения, кг/м3.
Величина кх для пресса с приводными кольцом и диском определяется с достаточной точностью (рис. 1) при рассмотрении отрезка М4Ь проходящего по нейтральному сечению АгА2:
O3 A - O3 A2 = AA = hM.
(21)
Решая уравнение (21), получаем
h N =r1
1-
p
sin-
2
tg
ф
- r
p
sin-
2
tg
ф
(22)
что аналогично зависимости (11).
Для варианта кольцевого пресса, у которого кольцо является приводным, а диск холостым, неизвестной является скорость вращения диска Ю2. Равнодействующая Р12 проходит через ось диска (трение оси не учитываем). Момент М1 определяется по плечу О1М (рис. 2), которое в два раза больше плеча О\М (рис. 1), а значит момент и мощность, подводимая к кольцу, будет в два раза больше, нежели при приводимых кольце и диске. Скорость поверхности диска (частота вращения) устанавливается вполне определенная для данных параметров процесса.
Так как скорость всех точек нейтрального сечения А1 А2 в направлении движения (перпендикулярно А1 А2) одинакова, то
Va2 =Va cos p
Для пресса с ведущим кольцом и холостым диском (рис. 2) высота прессового канала в нейтральном сечении h'N (с использованием теоремы косинусов для тре -угольника О1Л1О2):
h’N = O2A -r2 = д/r,2 + c2 - 2 r1ccos j-r2. (23)
Так как VN и hN в нейтральном сечении для обоих прессов пусть незначительно, но отличаются, то и производительность их разная. После подстановки в (20) величин (2), (18), (22), (23) получим для пресса с одним ведущим кольцом
Q1 = V1 cos-2bpN ijr? + c2 - 2 rc cos j -r2 .(24)
Производительность пресса с ведущим кольцом и диском
Q2 = Vrbpn cos p
-Vr2bpN cos p
1 -
p
sin-
2
tg
tg
Величина относительной скорости V12 определяется либо путем построения векторного треугольника скоростей (рис. 2), либо с использованием МЦС, как это дано для кольцевого пресса с ведущими кольцом и диском.
Производительность кольцевого пресса, как и многих других устройств прокатки материала, следует оп-
ВЫВОДЫ
1. Вектор равнодействующей сил сопротивления материала деформации в прессовом канале кольцевого пресса проходит по нейтральному сечению, как и вектор относительной скорости точек контакта поверхностей рабочих органов в этом сечении.
1
1
r
2
2. Определять кинематические и энергосиловые параметры кольцевого пресса целесообразно с использованием нейтрального сечения прессового канала, относительных скоростей и МЦС точек контакта рабочих поверхностей с материалом в нейтральном сечении.
3. Производительность пресса зависит от вида привода рабочих органов: при ведущих кольце и диске она выше.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бородянский В.П. Критерии сравнения брикетировоч-ных прессов внутренней и внешней прокатки // Те хнология и обору -дование пищевой пром-сти и пищевого машиностроения. Вып. 2. -Краснодар, 1976.
2. Бородянский В.П., Сенцов В. И. Влияние положения нейтрального сечения прессового канала на устойчивость прокатки продукта // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 5. -
С. 84-86.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 05.12.05 г.
ПАТЕНТЫ
Патент на изобретение № 2267972. Устройство для прессования листового табака в кипы / В.П. Бородянский, Д.В. Оверченко, Д.С. Вербицкий. Заявка № 2004117333 от 07.06.04; Опубл 20.01.2006.
Изобретение относится к оборудованию табачной промышленности. Устройство содержит раму, две пресс-камеры и механизм прессования с поворотным устройством. Механизм прессования выполнен в виде двух параллельных винтов, гайки которых установлены в ступицах двух червячных колес, образующих зацепление с одним червяком. Поворотное устройство имеет с одной стороны горизонтальную ось, закрепленную на раме между пресс-камерами, а с другой стороны - рычажный замок. Устройство контроля массы кипы выполнено в виде рычажной системы, состоящей из двуплечевого рычага, шарнирно закрепленного на раме. На малом плече шарнирно установлен рычаг-захват, удерживающий поворотное устройство. Большое плечо, контактирующее с концевым выключателем, соединено с рамой через регулируемую пружину. В результате обеспечивается повышение коэффициента использования механизма прессования.
Патент на изобретение № 2271000.Способ определения натуральности белых вин / Э.М. Соболев, Д.В. Кудлай. Заявка № 2004125716 от 23.08.04; Опубл. 27.02.2006.
Изобретение может быть использовано в винодельческой промышленности. Проводят пробоподготовку образца путем перегонки вина для получения дистиллята, в котором на приборе Ребиндера определяют ус-
тойчивость двухсторонней пленки и окисляемость дистиллята со смесью хлористого кобальта и азотнокислого уранила. О натуральности судят по устойчивости двухсторонней пленки, соответствующей значениям 15,0-18,0 с, и окисляемости - 4,0-5,5 с. Предлагаемый способ является эффективным методом определения натуральности белых вин, не требует большого количества реактивов, имеет невысокие трудозатраты и незначительную продолжительность определения.
Патент на изобретение № 2263909. Способ определения перекисного числа майонеза / А.А. Петрик, С.А. Ильинова, Е.П. Корнена и др. Заявка № 2004111233 от 12.04.04; Опубл 10.11.2005.
Производят отбор пробы майонеза с выделением жировой фазы, которую затем смешивают с хлороформом и уксусной кислотой и добавляют в полученную смесь раствор йодистого калия. Затем осуществляют экспозицию смеси. Добавляют воду и водный раствор крахмала. Полученную смесь перемешивают. Титруют водным раствором тиосульфата натрия и рассчитывают перекисное число по формуле. Выделение жировой фазы производят путем экстракции пробы майонеза хлороформом при температуре 20-25°С и соотношении майонез : хлороформ (1 : 3)-(1 : 5) в течение 1-3 ч. Затем из раствора жировой фазы в хлороформе удаляют хлороформ под вакуумом, получая жировую фазу. Способ позволяет с высокой точностью определить перекисное число майонеза, оценить качество и безопасность продукта.
