Моделирование электрического привода экструдера Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

Исследователи со всего мира доказывают, что органические продукты имеют более высокий уровень содержания фосфора, цинка, магния, витамина С, кальция, калия, железа. Такая разница особенно заметна в продуктах животного происхождения: мясе, яйцах, молочных продуктах [3,4].

Например, в январе 2003г. в журнале сельскохозяйственной и пищевой химии было проведено исследование, в результате которого выяснилось, что органическая кукуруза содержит на 52% больше витамина С, чем традиционная [3].

В трехлетнем исследовании, проведенном в Италии в 2002 году, сообщается о более высокое содержание антиоксидантов в органических персиках и грушах, а также о более высокое содержание витамина С в органических персиках на 8% по сравнению с конвенциональными [3].

Таким образом можно сделать вывод, что в связи с технологией их производства, органические продукты питания значительно безопаснее и содержат большее количество питательных веществ, чем конвенционные продукты. А органическое производство является более благоприятным для окружающей среды и гуманным для животных.

Итак, в долгосрочной перспективе органическая продукция является лучшим выбором для людей, окружающей среды и будущих поколений.

Список использованной литературы:

1. Габелко С. В. Экология продуктов питания : учебное пособие / С. В. Габелко. - Новосибирск : Новосибирский гос. технический ун-т, 2015. - 192, с

2. Горчаков, Я. В. Тенденции развития и рыночные аспекты мирового органического земледелия : монография / Я. В. Горчаков. - Барнаул : Аз Бука, 2004. - 256 с.

3. Organic food: consumers' choices and farmers' opportunities/ Canavari, Maurizio & Olson, Kent D., eds. Springer, 2007. рр 197.

4. Health Benefits of Organic Food: Effects of the Environment/ Givens, D. Ian; et al. CABI, Wallingford, 2008. pp336.

© Сафонова Э.Э., 2017

УДК 621.313.33

А.А. Северин

К.т.н. доцент

Тольяттинский государственный университет г. Тольятти, Российская Федерация

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА ЭКСТРУДЕРА

Аннотация

В статье рассмотрена конструкция экструдера и его электропривода. Выявлены достоинства и недостатки различных типов электроприводов экструдера. Представлен пример моделирования электропривода экструдера в программе Matlab Simulik.

Ключевые слова Экструзия, экструдер, асинхронный электропривод, моделирование.

Экструзией называется технологический процесс получения изделий с нужным поперечным сечением, выдавливанием расплавленного материала высокой вязкости через формирующий элемент (экструзионную головку). Нагрев исходного сырья происходит за счет внутреннего трения и внешнего нагрева. Основными параметрами процесса экструзии являются состав и влажность исходного сырья, температура по зонам агрегата и зон головки, уровень давления расплава, временные параметры, а также режимы охлаждения экструдированного профиля.

Основными методами экструзии являются холодное (только механические изменения в

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

перерабатываемом материале) и горячее формование, тепловая обработка.

Формование изделий осуществляется на экструзионных линиях, основным компонентом которых является экструдер - червячные машины (экструдеры), осуществляющие перемешивание резинотехнической массы с последующим ее формообразованием путем выдавливания (шприцевания) через специальные фильерные отверстия [1]. Например, в промышленную кабельную линию непрерывной вулканизации входят отдающее устройство, экструдер, печи для вулканизации, охлаждающая ванна, тяговое и приёмное устройство [2].

Один из вариантов конструкции экструдера показан на рис. 1.

Рисунок 1 - Конструкция экструдера: 1- электродвигатель, 2- редуктор; 3- подшипниковый узел; 4-загрузочное устройство; 5- корпус; 6- нагревательный элемент; 7- шнек; 8- экструзионная головка

К преимуществам экструдеров принято относить высокий уровень производительности, экономичность, простоту эксплуатации, монтажа и запуска оборудования, долговечность. Достоинствами данного оборудования являются прочные узлы и механизмы, а также невысокие эксплуатационные расходы. Надёжность экструдера зависит в первую очередь от надежности его электропривода и входящего в его состав электродвигателя. [3]

В качестве привода экструдера нашли применение следующие виды: нерегулируемые трансмиссионные привода, гидравлический привод (III), регулируемые ЭП постоянного тока и ЭП переменного тока. В настоящее время доля ГП и ЭП постоянного тока составляет примерно 10% от всех ЭП и продолжает уменьшаться по причине их невысокой надёжности и высоких энергозатрат. Для исследования работы экструдера и отдельных его компонентов применяются различные методы и устройства [4], например для измерения вибрации. [5]

Требования, предъявляемые к электроприводу экструдера, зависят от задачи, выполняемой экструзионной линией. Например, при производстве одноразовой посуды это вращение шнека с заданной частотой вращения (скоростью) и обеспечение постоянства частоты вращения; при производстве автомобильных шин, кроме перечисленных выше, это регулирование скорости в диапазоне 1:5 со статической точностью 0,5 %, а также регулирование момента червяка с точностью 2 % при изменении статического момента до ±50% от номинального значения и т.д. Согласно [6], для поддержания высокого качества выпускаемой с помощью экструдера продукции необходимо:

- время регулирования давления на выходе экструдера должно быть не более 12 с;

- допустимые колебания давления при переходном процессе должны составлять не более 20% от установившегося значения;

- требуемая точность стабилизации давления в установившемся режиме работы не более 2 %.

Для выполнения этих требований наиболее подходит ЭП с частотным векторным управлением на основе асинхронного электродвигателя (АД) с короткозамкнутым ротором.

Моделирование ЭП экструдера проводится по двум направлениям:

- система «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» (ПЧ-АД);

- система «электропривод-экструдер-продукт» (Э-Э-П).

Для исследования переходных процессов ЭП наиболее удобно использовать программу Matlab Simulik. Пример модели ПЧ-АД представлен на рис. 2 (асинхронный двигатель АДЧР315МА6, преобразователь частоты типа Siemens Micromaster 440). Входной сигнал управления - линейно-возрастающий, в качестве

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070

возмущающего воздействия подавался наброс нагрузки Мс=Мном. Результаты моделирования на рис. 3.

Рисунок 2 - Модель ПЧ-АД в Matlab Simulik

&Нр ад/сек)

Рисунок 3 - Осциллограммы переходного процесса скорости и момента

Рисунок 4 - Модель системы «Э-Э-П» с векторным управлением ЭП Согласно рис. 3. наброс нагрузки Мс = 1273 Н м на валу двигателя приводит к отклонению скорости

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070

до ®mm=99 рад/c, что составляет Дю=4,7 рад/с. Установившаяся скорость Юуст=103,7 рад/с. Перерегулирование скорости при возмущении о=4,53%. Время переходного процесса по скорости при пуске tр= 9,5 с.

Пример модели «Э-Э-П» приведен в [7] (рис. 4). Для реализации модели необходимо рассчитать передаточные функции узлов векторной системы, произвести синтез регуляторов тока, потокосцепления и скорости методом стандартных настроек и методом логарифмических амплитудно-частотных характеристик.

Моделирование подтвердило, что векторная система ЭП обеспечивает требуемые показатели качества регулирования скорости и момента приводного двигателя экструдера, а также постоянство оптимальных значений варьируемых параметров процесса экструзии в статическом режиме. Список использованной литературы:

1. Экструдеры: назначение, устройство, комплектация [Электронный ресурс] / Режим доступа http://poly-prom.ru/polezno/opisanie-ekstruderov Дата обращения 13.08.2016

2. М.К. Кунадилов, А.Д. Митаенко. Асинхронный электропривод экструдера кабельной линии непрерывной вулканизации. Труды 8-й региональной научно-практической студенческой конференции: в 2-х томах (Томск, 3-6 июня 2008) - Томск: ТПУ, 2008.

3. Северин А.А. Повышение надежности электромагнитной системы автомобильных стартеров. Автореф. дис. канд. тех. наук. Самара, 2004.

4. Пат. 2189561 Россия, МПК 7G 01 B 5/14, 7F 16D 66/00 B. Устройство диагностики износа тормозных колодок автомобиля / Шлегель О.А., Северин А.А., Горшков Б.М., Кабардин А.Ф.; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное научное конструкторско- технологическое предприятие «Парсек». № 2001102336/28; заявл. 25.01.2001. 9 с.

5. Пат. 2194961 Россия, МПК 7G 01 М 15/00 А. Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением / Горшков Б.М., Северин А.А., Шлегель О.А., Ройтбург Ю.С.; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное научное конструкторско-технологическое предприятие «Парсек». № 2001102335/06; заявл. 25.01.2001. 10 с.

6. Устройство для управления процессом формования синтетических волокон и нитей, холстообразования и наматывания. Пат. РФ 8619113 (2009).

7. Р.Н. Ганиев. Оптимизация экструзионного процесса шинопроизводства применением частотно-регулируемого электропривода. Автореф. дисс. канд. техн. наук, Чувашский гос. ун-т, Чебоксары, 2012. 25с.

© Северин А.А., 2017

УДК 628.8:67

Сошенко М. В., к.т.н., доцент, Лебедева М. В., к.ф-м.н., доцент, Кочетов О. С., д.т.н., профессор, Российский государственный социальный университет, (РГСУ)

е-тай: [email protected]

СИСТЕМЫ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Аннотация

Приведены конструктивные схемы очистки вентиляционных выбросов для гребнечесального цеха ОАО «Троицкая камвольная фабрика», на базе вихревых пылеуловителей и вертикального адсорбера.

Ключевые слова Система вентиляции, гребнечесальный цех, вихревой пылеуловитель.