CC BY
40
Рис. 4
ных слоев по всей толщине одинакова (2000-2100 МПа) и имеет скачок на границе раздела покрытие - основной металл. Измерение микротвердости по толщине №-Си слоя на стали Х12М при t = 1100°С и х = 2 ч в расплаве РЪ-Ы изображено на рис. 4 (увеличение 500).
Исследования физико-химических свойств диффузионного никель-медного покрытия свидетельствуют, что покрытия отличаются хорошей равномерностью, не имеют пор, точно воспроизводят форму покрываемых деталей. Испытания при статическом одноосном растяжении показали, что никель-медное покрытие обеспечивает увеличение предела прочности стали в 1,5 раза, при этом пластические характеристики 5 и у уменьшаются незначительно.
Никель-медное покрытие как минимум на порядок снижает скорость коррозии стальных образцов, изготовленных из конструкционной или инструментальной сталей. Так, скорость коррозии сталей 20 и Х12МФ за счет нанесения никель-медного покрытия снижается с 0,8 до 0,08 и с 3 до 0,03 мм/год соответственно.
Создание покрытий с применением металлов N1, Си, Ы, РЪ может быть рекомендовано для оборудования, на котором перерабатывается непищевое растительное сырье - при получении касторового масла, олиф и др. Для оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами, необходимо предварительное испытание их на биобезопасность.
ВЫВОДЫ
1. Нанесение диффузионного никель-медного покрытия на оборудование и его рабочие органы эффективно повышает твердость поверхностного и рабочего слоя за счет изменения химического состава и структуры в зоне химико-термического и термического воздействий.
2. Режимы обработки с регулируемым сочетанием температуры, времени и состава жидкометаллического расплава позволяют получать в поверхностном слое деталей многокомпонентное диффузионное покрытие с различной твердостью и способностью к дальнейшему деформационному упрочнению.
3. Опыт промышленной эксплуатации упрочненных никель-медным покрытием поверхностей показал, что эксплуатационная стойкость при экстремальных условиях увеличивается в 2-3 раза, а коррозионная стойкость возрастает на порядок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артемьев В.П., Чаевский М.И. Диффузионное титани -рование в среде жидко-металлических расплавов // Адгезия расплавов и пайка материалов. - Киев: Наукова думка, 1986. - Вып. 16. -С. 82-85.
2. Крестовников А.Н., Выгдарович В.Н. Химическая термодинамика. - М.: Металлургия, 1973. - 256 с.
3. Диаграммы двойных металлических систем: Справ.: В 3 т. Т. 3. Кн. I / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. - М.: Машиностроение, 2001. - 872 с.
4. Свойства лития / В.К. Гришин, М.Г. Глазунов, А.Г. Аракелов и др. - М.: Металлургиздат, 1963. - 125 с.
5. Артемьев В.П. Оценка некоторых параметров процесса диффузионного титанирования в среде легкоплавких металлов / Ма -териалы 2-го Собр. металловедов России. - Пенза, 1994. - С. 33-35.
Кафедра материаловедения и автосервиса
Поступила 15.08.06 г.
621.31:658.26
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
А.К. ГОНЧАРОВ
Кубанский государственный технологический университет
Качество и конкурентоспособность продукции предприятий пищевой промышленности в настоящее время немыслимы не только без современного оборудования и технологий, но и без надежной инфраструк-
туры, важнейшей частью которой является система электроснабжения оборудования технологического комплекса. Электрические нагрузки многих современных предприятий пищевого комплекса исчисляются десятками мегаватт, а внутренние сети электроснабжения могут быть очень разветвлены. Перебой в электроснабжении любого элемента технологической цепи
может повлечь невыпуск продукции, порчу сырья и даже повреждение оборудования. В таких условиях очень важна комплексная надежность защит системы электроснабжения оборудования, особенно высоковольтного, так как повреждения в системах распределительных сетей и оборудования высокого напряжения, как правило, имеют наиболее масштабные последствия.
С внедрением микропроцессорной техники в область токовых защит электрооборудования появились новые методы решения существующих проблем защиты от аварийных ситуаций. Одновременно возникли новые проблемы и задачи, решение которых оказывает прямое влияние на характеристики вновь создаваемых защит. Одним из актуальных вопросов является определение амплитудного значения переменного синусоидального тока в условиях искажения информации датчиками тока (трансформаторами тока) в момент короткого замыкания. На данном этапе развития микропроцессорной релейной защиты известно достаточно много вычислительных алгоритмов, позволяющих решить эту проблему, однако большая часть из них основывается на вычислениях, содержащих производные исследуемого сигнала. В реальных условиях работа таких алгоритмов затрудняется ввиду неизбежно присутствующего шума в сигнале, который многократно усиливается при сокращении периода дискретизации сигнала и вычислении производных.
Нами предлагается алгоритм, работа которого не связана с частотой дискретизации и сложными вычислениями , что позволит при минимуме затрат с большой точностью определить такие величины, как амплитуда синусоидальной составляющей тока в момент короткого замыкания, сдвиг между ЭДС источника и током. Данный алгоритм позволяет учесть наличие апериодической составляющей в сигнале.
При рассмотрении алгоритма предполагается:
ток на каждом полупериоде описывается законом
І (® ) = 1п
вІП(Ю + ф) -вІП(ф)Є
(1)
где Та - постоянная времени апериодической составляющей; 1п - ам -плитуда принужденной составляющей;
алгоритм обрабатывает каждый полупериод кривой входных данных отдельно, границы участка определяются пересечением кривой нуля, началу каждого отдельного полупериода соответствует момент времени t = 0;
/(/) = 0 при t < 0;
известен возможный диапазон величин Та;
Ф ) [0; 90*].
После некоторых преобразований выражение (1) сводится к виду
І(®)
БІП(ф)
СОв(Ю) - е
вІП( Ю)
= 1- БІП2 (ф).(2)
Выражение (2) является квадратным уравнением вида
где
X2 (01 + 1) + X (2 Д£>2) + (022 - 1) = 0,
ц= -2®-,
1 ІП8Іп(Ю®)
(3)
02 =
8ІП(Ю®) - Є
8ш(о£ )
Решением уравнения (3) является выражение
-/■(О с ±7/Пб-77(оо
БІП (ф) = -
ІП А
(4)
где
А = еТа -2соб(ю®)є Та + 1, В = А біп2 (ю® ),
С = е а -соб (сЮ),
(5)
0 =БІП2 (Ю®).
На основе (4) для двух выборок в моменты времени ^ и ^, соответствующих токам /\ и /2, а также коэффициентам Аь Вь С1, иА2, В2, С2, Б2 справедливо урав-
нение
-І1 С1 ±4ІП2 В1 - І101 -І2 С2 ±7|П2 В 2 - І 2 02
ІП А
ІП А2
.(6)
решением которого является выражение, позволяющее вычислить амплитуду периодической составляющей первичного тока:
ІП= •
-І2 - 4//
2/1
где
/1=(К2 - В1В2);
/2 = (2К1К2 ! В1О2І2 + в2О1І12); / = (К2 - О1О2112І2);
К ,=
В2А2 + В1А22 _
2 А1А2
21
з
К 2 = -
(AC2/2 —A211C1) ! A1 D2/2 ! A2 D1 І 1 2AA
Временной интервал (tl; t2) 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 (^; ^). 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 ^ и ^ 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 защищаемого 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 при -веденный 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.
б21.979
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 З, 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 О А 1, а затем угла в треугольника О1О2А1 используем теорему косинусов:
O2 A1 = -Jo2 + r12 - 2 or1 cos ф, (1)
где с - межцентровое расстояние О1О2, м; ф - угол, определяющий положение нейтрального сечения и вектора Р12; п - радиус кольца, м.
