CC BY
58
Полученные аналитические зависимости выходной температуры продукта в аппарате воздушного охлаждения от времени позволяют перейти к заключительной фазе исследований - разработке программного обеспечения контроллера.
ЛИТЕРАТУРА
1. Добробаба Ю.П., Шаповало А.А. Разработка оптимальных по быстродействию диаграмм изменения скорости электроприводов переменного тока // Изв. вузов. Пищевая технология. -2009. - № 4. - С. 91-94.
Поступила 04.09.09 г.
DEVELOPMENT OPTIMUM ON SPEED OF DIAGRAMME FOR SMALL CHANGES OF TEMPERATURE OF A PRODUCT IN THE DEVICE OF AIR COOLING
YU.P. DOBROBABA, A.A. SHAPOVALO
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: energo@ktg. gazprom.ru
On speed optimum diagrammes are developed for small, non big, average and big changes of temperature of a product in devices of air cooling. Parametres of the optimum diagramme on speed for small changes of temperature of a product in devices of air cooling are defined. Analytical dependences of target temperature of a product in the device of air cooling from time are defined at its optimum change on speed.
Key words: diagramme of change of temperature of a product, device of air cooling, diagramme parametres, analytical dependences of temperature on time.
Этап 6. В интервале времени (4ti + 3ti*) < t < (4ti + + 4ti*)
1 .2),
o(3)
^max
t3 + 213 +t2tr.
1 2 11 3
+ - 4, — 1
2 6
1,
" kwmaxlt " tt1* " 2 t*j(t 4 t1 3 t1*) 2 kWmax(t " t1*)x
x(t-41 - з t1*) + ч3) (t-411 - зt*) + kwm3axx3x
6
/ 1 ' t ' 2* - *1 - 1 2t'*\
2 - 2-02- 2 2- 2 e e т e e e7
_t-4t1-3 t1* t
621.83
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ПРИВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
В.И. КОВАЛЕВСКИЙ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 275-22-79
Изложены требования к приводу технологических машин пищевых производств, перспективные направления проектирования, базирующегося на достижениях отечественного и зарубежного редукторостроения и систем управления. Дан анализ причин технического отставания российского редукторостроения, путей повышения технического уровня современных редукторов и внедрения их в практику проектирования и производства пищевых машин. Рассмотрен блочно-модульный принцип построения редукторного привода, целесообразность и эффективность его применения. Приведены обоснования и рекомендации по созданию приводов, удовлетворяющих требованиям производственной и эксплуатационной технологичности современного оборудования пищевых производств.
Ключевые слова: привод, редуктор, двигатель, система управления, проектирование, технический уровень.
Современное развитие техники пищевых производств идет по пути создания высокоэффективных машин повышенной надежности, долговечности и экономичности. Возможность достижения таких характеристик проектируемых технологических машин (ТМ) в значительной степени зависит от технического уровня привода в целом и его составных частей - электродвигателей, передаточных механизмов (редукторов и отдельных передач), устройств и систем управления. Требования к приводу машин: компактность и простота конструкции; эксплуатационная надежность, технологичность изготовления и монтажа; экономичность; плавность пуска и малые динамические нагрузки в период неустановившегося движения; точность движения; наличие устройств, останавливающих машину
при нарушении технологического процесса; безопасность работы; экологичность.
Преимущественное распространение в ТМ получили электроприводы, в которых промежуточные передаточные механизмы могут быть выполнены набранными из открытых передач (устаревшее схемное решение), полностью состоящими из редукторов (наилучшая конструкция), комбинированными - с редуктором и дополнительными открытыми передачами - клиноременной, зубчатой, цепной, а также приводы с встроенными передачами. Перспективным направлением в проектировании ТМ является использование электромеханического привода блочной конструкции - мотор-редукторов, мотор-вариаторов, мотор-вариа-
тор-редукторов, мотор-коробок. Все большее распро-
странение получают системы приводов, позволяющие осуществлять ступенчатое и бесступенчатое регулирование частоты вращения, плавный пуск, фиксированный останов, предотвращать обратное движение при выключенном двигателе. Электроприводы, в том числе блочной конструкции, укомплектовываются многоскоростными двигателями, двигателями с встроенными электромагнитным тормозом, механизмом обратного хода. Совместно с трехфазными асинхронными электродвигателями используются электронные преобразователи частоты различных модификаций и устройства плавного (мягкого) пуска.
Электронные системы управления приводами машин позволяют осуществлять бесступенчатое регулирование частоты вращения выходного вала в необходимом диапазоне с сохранением вращающего момента и мощности, которые должны быть обо снованы с учетом токовых ограничений электродвигателей. Прогрессивные, экономичные и многофункциональные преобразователи частоты, устройства плавного пуска и защиты электродвигателей поставляются фирмами Delta Electronics, Control Techniques, Lenze, Adlee, Taian Electric Ins, Vacon, LG и др. Все они сертифицированы на соответствие требованиям РФ по электробезопасности, электромагнитной совместимости и экологичности.
Приводы подавляющего числа ТМ допускают применение стандартных электродвигателей общемашиностроительного назначения и однотипных механических передач, в том числе стандартных и унифицированных редукторов и мотор-редукторов, т. е. применение универсальных приводов. По числу двигателей различают групповой, однодвигательный и многодвигательный приводы. Групповой привод обеспечивает движение нескольких отдельных исполнительных ме -ханизмов или рабочих органов от одного двигателя посредством механических передач. Однако он имеет низкий КПД, громоздок и конструктивно сложен при недостаточной эксплуатационной надежности Наиболее перспективным в сложных ТМ является многодвигательный привод, посредством которого осуществляются заданные движения отдельных механизмов одной и той же машины. При этом два или более двигателя могут соединяться с одной и той же передачей или приводным элементом. Согласованная работа всех двигателей обеспечивается с помощью электронных устройств, входящих в систему управления ТМ.
Технический уровень привода ТМ напрямую связан с качеством используемых в приводе редукторов. Традиционно повышение технического уровня редукторов достигается за счет применения новых прогрессивных конструктивных решений и современных передовых технологий [1-3]: использование более качественных материалов; применение эффективных видов термообработки и финишной обработки зубчатых колес и червяков: применение модифицированных и новых видов зацепления; разработка рациональных и универсальных конструкций корпусов, подшипниковых узлов, валов; использование высокоэффективных масел, смазочных материалов и систем смазки; использование комплектующих деталей и узлов повышенной работоспособности; применение прогрессивных решений по принципу действия, кинематике или конструкций отдельных элементов.
Недостаточно интенсивное и целесообразное развитие отечественного редукторостроения привело к продолжавшемуся десятилетиями техническому отставанию российских редукторов от лучших зарубежных аналогов. Технико-эксплуатационное отставание и низкая конкурентоспособность длительно выпускающихся типовых редукторов Ч, 2Ч, Ц2С, Ц2У, РМ, Ц2, КЦ2, В, ВК, ВКУ и др. характеризуются следующими факторами и причинами:
стремление к максимальному упрощению конструкций редукторов и технологий их изготовления в основном за счет невысокой точности обработки зубчатых колес и элементов корпуса;
существенно пониженная передаваемая мощность и выходной крутящий момент, малая долговечность и недостаточная надежность в эксплуатации, связанные с низким качеством зубчатых передач;
ограниченное разнообразие конструктивных вари -антов исполнения и типоразмеров редукторов и мотор-редукторов.
На сегодняшний день практически не используется возможность разработки и создания конструкций машин и механизмов, оснащенных современным безремонтным многофункциональным и экономичным приводом - с фланцевым присоединением, насадным исполнением и реактивной штангой, электродвигателем со встроенным электромагнитным тормозом и пусковым устройством, вариатором скорости, муфтой предельного момента и др. В последние годы техническое отставание отечественного редукторостроения стало преодолеваться. Создаются новые и совершенствуются типовые российские редукторы. Над повышением их технико-эксплуатационных показателей до уровня аналогичных редукторов передовых зарубежных фирм работают ведущие научные центры и производственные предприятия, в частности научно-технический центр «Редуктор» (Санкт-Петербург), ОАО «Редуктор» (Ижевск), ОАО «Майкопский редукторный завод» и
др.
Модернизация типовых конструкций российских редукторов позволила значительно повысить их эксплуатационные характеристики, расширить функциональные возможности, увеличить число конструктивных схем и вариантов исполнений. Другим направлением развития стало применение в новых разработках прогрессивных элементов конструкций и технологий передовых зарубежных редукторных фирм. Результатом стало создание и производство, например, редукторов и мотор-редукторов серии ББ, не только не уступающих по качеству лучшим зарубежным аналогам, но и превосходящих их.
Наиболее существенные усовершенствования при модернизации и разработке новых отечественных и зарубежных редукторов:
увеличение жесткости и прочности элементов конструкций (корпусов, валов, водила и др.);
повышение надежности уплотнений валов за счет применения высококачественных манжет и специальных технологий обработки шеек валов под манжеты и исключение тем самым течи смазочного материала при эксплуатации редукторов в рабочем положении валами вниз, что особенно важно в пищевых машинах;
введение новых типоразмеров и типоразмерных рядов;
