CC BY
72
Alexandra V. Nemenko, Michael M. Nikitin OPTIMIZATION OF PNEUMATIC BALANCING DEVICE OF COLD ROLLING TUBE MILL
We consider the interconnection between diameter of pneumatic balancing device (PBD) cylinder and amplitudes of residual uncompensed force and temperature stress for cold rolling tube mills. Measures to reduce these values are concluded. The way to construct PBD with only one compression chamber is proposed.
Keywords
tube cold rolling, pneumatic balancing device, rolling tube mill, balancing, pneumocylinder
Pneumatic balancing devices (PBD-s) theoretically can provide better capability of rolling mill than counterweight balancing devices [1]. Furthermore their reliability is less due to high level of temperature stress [2] and appearance of uncompensed force during the operation cycle [3]. This is the reason of rare use [4] of PBD-s.
But while considering the parameters of made PBD-s one can notice their "super-compact" dimensions resulting to high compression ratio and necessity of cooling system.
The problem is to find geometric characteristics minimizing air heat during the operation cycle.
PBD is usually constructed in form of a closed cylinder with two compression chambers and piston between them connected to reciprocating unit of the mill. The difference of pressures in chambers produces the compensation force. If we change compression ratio we have to change piston square i.e. cylinder diameter to provide constant compensation force in fixed point of inertia force diagram.
If reciprocating mass is fixed then maximum heat depends only on cylinder diameter and is decreasing while diameter increasing. If we consider additional mass of the piston then it will be function of diameter while maximum of inertia force is directly proportional to this mass. The latter value will be increasing while diameter increasing resulting to increasing of maximum heat so we have an optimization problem.
After composing of aim function and finding its derivative zero we obtained the formula for cylinder diameter providing the minimum of cycle heat. Aim function really has only one minimum depending on materials used, angular velocity of the main crank and some other parameters.
Finally one can find piston diameter providing compensation of inertia force with only one cocompression chamber.
©А. В. Неменко, М. М. Никитин
УДК 621.311
Н. Ю.Павелко
Магистрант
Факультет агротехники и энергообеспечения Орловский государственный аграрный университет г. Орел, Российская Федерация
ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЗАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИЙ
Аннотация
Сделан анализ состояния распределительных сетей и подстанционного электрооборудования. Рассмотрены некоторые современные разработки по повышению эффективности работы электросетевых объектов.
Ключевые слова
распределительная сеть, электрооборудование, подстанция, силовые трансформаторы, техническая политика, изношенное электрооборудование, информационные системы.
В распределительных электрических сетях операционных компаний ОАО «Россети» напряжением
0.4-220 кВ общее количество трансформаторных подстанций (ПС) составляет 461864 единиц, в том числе: напряжением 110-220 кВ - 6884; напряжением 35 кВ - 7304; напряжением 6-20 кВ - 447676. Средняя степень износа электросетевых объектов, включая здания и сооружения, составляет более 70%. В эксплуатации свыше 30 лет находится более 55% ПС. Свыше половины парка силовых трансформаторов требует замены. Технический уровень установленного электрооборудования (ЭО) ПС по многим параметрам соответствует оборудованию, которое эксплуатировалось в технически развитых странах мира 25-30 лет назад. Наиболее часто встречающимися причинами повреждений ЭО ПС являются износ, недостатки эксплуатации и ремонтов, дефекты изготовления [1].
Основными задачами единой технической политики в электросетевом комплексе, в частности, являются: повышение эффективности и развитие системы диагностики объектов и использование ее результатов в алгоритмах функционирования автоматических систем режимного и противоаварийного управления; автоматизация ПС, внедрение современных систем контроля технического состояния, автоматической диагностики и мониторинга ЭО [1].
В статье приводится краткий обзор современных разработок, позволяющих решать указанные выше задачи технической политики.
Методы тепловизионного контроля с помощью средств инфракрасной диагностики и хроматографического анализа газов, растворенных в трансформаторном масле, позволяют выявить целый ряд имеющихся и развивающихся дефектов высоковольтного и маслонаполненного ЭО ПС [2].
Силовые трансформаторы (СТ) являются наиболее ответственными и дорогостоящими элементами ПС. Надежность работы ЭО СТ связана со сроком эксплуатации. Особенность ЭО СТ состоит в том, что срок службы в основном определяется состоянием бумажно-масляной изоляции в процессе ее естественного старения и под воздействием внешних факторов. Опыт эксплуатации ЭО СТ показывает, что и после нормативного срока службы значительная их часть сохраняет свою способность при соблюдении допустимых нагрузочных режимов, своевременном и качественном проведении ремонтов [3-7]. Использование подобного изношенного ЭО (ИЭО) связано со многими факторами. ИЭО может обладать худшими технико-экономическими показателями по сравнению с новым ЭО. Для ИЭО характерны специфические виды повреждений, повышенная скорость развития возникающих повреждений, высокая чувствительность к факторам износа. В ИЭО растет доля необратимых изменений, повышается риск продолжения безаварийной работы, увеличивается тяжесть последствий повреждений [8-10].
Большинство проблем поддержки функционирования ИЭО имеет информационный характер [8-10]. Наличие неопределенности в исходной информации, узость традиционного математического аппарата для описания неопределенных и качественных неформальных ситуаций. Ограниченность «человеческого фактора» в экстраординарных критических условиях, когда нужно быстро получить интеллектуальное решение. Сложность синтеза оптимальных решений при нечеткой информации, необходимость оперирования большим объемом данных и знаний. Привлечение экспертов для решения неформальных задач, отсутствие в необходимом месте и в нужное время таких экспертов. Постепенно утрачивается уникальный опыт высококвалифицированных специалистов [11-13]. Поэтому важным направлением в решении проблем поддержки функционирования ЭО также является применение компонентов новой информационной технологии, использующих эвристический подход в решении сложных задач с нечеткой и неопределенной входной информацией [14-17].
Интеллектуальные информационные системы призваны реализовать диагностические сценарии; решать сложные задачи распознавания причин дефектов ЭО, отыскивать нужную информацию в незначительных начальных проявлениях развивающихся дефектов среди неполной, нечеткой, косвенной, вторичной и атрибутной информации, в отношениях с другими подсистемами и эксплуатируемыми элементами подстанций.
Список использованной литературы:
1. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе. - М. - 2013. -196 с.
2. Хренников, А. Ю. Выявление дефектов высоковольтного электрооборудования подстанций средствами инфракрасной техники / А. Ю. Хренников, М. Г. Сидоренко // Контроль. Диагностика. - 2007. - № 6. - С. 63-64.
3. Сазыкин, В. Г. Проблема и виды износа электрооборудования / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков // Путь науки. - 2015. - № 2. - С. 36-38.
4. Львов, М. Ю. О надежности силовых трансформаторов и автотрансформаторов электрических сетей / М. Ю. Львов, Ю. Н. Львов, Ю. А. Дементьев // Электрические станции. - 2005. - №11. - С. 69-75.
5. Сазыкин, В. Г. Аспекты влияния изношенного электрооборудования на электрохозяйство / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков // Путь науки. - 2015. - № 3. - С. 46-50.
6. Киреева, Э. Диагностика силовых трансформаторов / Э. Киреева // Электрооборудование. - 2008. - № 9.
- С. 59-64.
7. Сазыкин, В. Г. Продление сроков эксплуатации изношенного электрооборудования / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков // Наука, образование, общество: тенденции и перспективы: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 5 частях. - М.: ООО «АР-Консалт». -2014.- С. 94-95.
8. Koudriakov, A. G. Causes of worn out electrical equipment / A. G. Koudriakov, V. G. Sazykin // The Third International Conference on Eurasian scientific development. - Vienna. - 2014. - Р. 153-156.
9. Проблемы организации эксплуатации изношенного электрооборудования / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, В. В. Пронь, А. В. Сильченков // Материалы VI международной научно-практической конференции. - Прага, Чешская республика: World Press SRO. - 2014. - С. 179-183.
10. Сазыкин, В. Г. Анализ проблем и возможностей эксплуатации изношенного электрооборудования / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, В. В. Пронь // Сборник по материалам Международной научно-практической конференции 30 октября 2014 г.: в 4 частях. - М.: ООО «АР-Консалт». - 2014. - С. 145-147.
11. Сазыкин, В. Г. Упорядочение данных, используемых для управления электрохозяйством / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков // Международный академический вестник. - 2014. - № 6. - С. 43-48.
12. Сазыкин, В. Г. Особенности нечетких правил диагностики силовых трансформаторов / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, А. В. Масенко // Сборник статей Международной научно-практической конференции. -Уфа: РИО МЦИИ Омега Сайнс, 2014. - С. 15-17.
13. Сазыкин, В. Г. Методы представления и использования знаний в информационной технологии поддержки функционирования электрооборудования / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков // Международный академический вестник, 2015. - № 1. - С. 139-142.
14. Сазыкин, В. Г. Информационная модель поддержки обслуживания силовых трансформаторов районных подстанций / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, В. В. Пронь // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы V Международной научно-практической конференции (апрель 2014). - Саратов: Буква. - 2014.
- С.291-294.
15. Попов, Г. В. Экспертная система оценки состояния электрооборудования «Диагностика+» / Г. В. Попов, Е. Б. Игнатьев, Л. В. Виноградова и др. // Электрические станции. - 2011. - № 5. - С. 36-45.
16. Сазыкин, В. Г. Экспертная система для мониторинга и диагностики силовых трансформаторов / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, В. В. Пронь // Современная наука: Актуальные проблемы и пути их решения. -2014. - № 12. - С. 21-24.
17. Монич, А. И. Некоторые задачи оперативного контроллинга в условиях эксплуатации изношенного оборудования / А. И. Монич, А. Г. Кудряков, В. Г. Сазыкин // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Часть IV. - М.: «АР-Консалт», 2015. - С. 63-65.
18. Сазыкин, В. Г. Состав и структура уровней АСУэнерго, оснащенных системами поддержки принятия решений / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, В. В. Пронь // Инновационные процессы и технологии в современном мире: Материалы II Международной научно-практической конференции (24-25 ноября 2014).
- Уфа: РИО ИЦИПТ Омега Сайнс. - 2014. С. 127-132.
© Н.Ю. Павелко, 2015
УДК 669
Д.Н. Первухина
аспирант кафедры Обработка металлов давлением
Ю.Н. Логинов
д.т.н., профессор кафедры Обработка металлов давлением ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
г. Екатеринбург, Российская Федерация
Н.А. Бабайлов
к.т.н., ведущий инженер, Институт машиноведения, г. Екатеринбург, Российская Федерация
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БРИКЕТА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА
Аннотация:
В работе представлен расчет содержания основных компонентов (алюминия и меди) в металлургическом брикете, получаемом из отходов алюминиевого производства (стружки, обрези и др.) для выплавки товарного алюминиевого сплава Д16. Для гарантированного погружения брикета под поверхность расплава металла в брикет добавляется кусковая медь (для увеличения плотности брикета). В работе выполнен учет влияния сил поверхностного натяжения при погружении брикетов в металлический расплав.
Ключевые слова:
Брикет металлургический, стружка, алюминиевый сплав, расплав металла Метод брикетирования [1] позволяет подготовить шихтовые материалы, в том числе отходы металлургического производства [2] к переплаву.
Целью работы является выполнение расчетов для получения брикета при выплавке алюминиевого сплава Д16 с плотностью выше, чем плотность расплава металла в плавильной печи. Для увеличения плотности в формируемый брикет добавляется кусковая (компактная) медь. В задаче необходимо определить массу кусковой меди добавляемой в стружку сплава Д16, а также процентное содержание меди в получаемом брикете для его дальнейшего переплава.
Содержание меди в алюминиевом сплаве Д16 по ГОСТ 4784-97 составляет 3,8 ^ 4,5%. Принята
* *
плотность алюминиевого сплава Д16 - рД16=2780 кг/м3; плотность меди - рСи =8930 кг/м3. Верхний
индекс у представленных параметров в виде (*) показывает, что этот параметр относится к компактным металлам и сплавам.
Рассматриваемый в работе брикет для выплавки алюминиевого сплава состоит из стружки сплава Д16 и кусковой (компактной) меди. Масса брикета, используемого для выплавки товарного сплава, будет равна:
* / \ *
тбр = тД16 + тСи = \тА1 + тСи ) + тСи О)
*
где т д 16 - масса отходов (стружки) сплава Д16, которая идет на формирование брикета; Мси —
масса кусковой меди, вводимой в брикете; т.А1 — масса алюминия в стружке сплава Д16; т^ — масса меди в стружке сплава Д16.
Объем брикета определяется по формуле:
^р = ^ 16 + Ки (2)
или
тбр Рбр = тСи РСи + тД 16 РД^ (3)
