CC BY
67
works are compared with various sources. The comparison shows that the failure rate of the networks is higher than that of the sources, data in the literature, but recovery time is lower. Reliability indexes were calculated using modern equipment such as power lines and transformer substations. The main procedures for improving consumers power supply reliability are enumerate at the expense of reducing electrical equipment failure rate.
Key words: Analysis of failure causes of electrical networks, reliability indexes of electrical networks, comparison of electrical networks, losses due to undersupply of energy, failure rate of electrical equipment, consumers power supply.
УДК 612.048.35
ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕРМОСИЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МАЛОЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ ТИПА «ВАЛ» НАД СУЩЕСТВУЮЩИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
© 2015
Д. Ю. Воронов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
О. И. Драчев, доктор технических наук,
профессор кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
К. А. Репин, аспирант
Тольяттинский государственный университет, Тольятти (Россия)
Аннотация. Проанализированы причины необходимости применения технологий совершенствования технологического процесса изготовления маложестких длинномерных валов, а также сравнительный анализ существующих технологий изготовления такого типа деталей и перспективных технологических процессов. Проанализированы проблемы, возникающие при изготовлении маложестких длинномерных валов и их взаимосвязь с различными аспектами технологического процесса изготовления детали, а также факторами, управляя которыми возможно решить проблему, возникающую при изготовлении такого типа деталей, а именно коробление. Описано влияние различных стадий технологического процесса изготовления маложестких длинномерных валов на возможное возникновение коробления готового изделия, основной причиной которого служит неравномерное распределение остаточных напряжений, полученное на различных стадиях технологического процесса изготовления маложестких длинномерных деталей. Обоснованы преимущества применения термосиловой обработки и выявлены параметры, оперируя которыми удается равномерно распределить остаточные напряжения в маложестких длинномерных валах, а именно температура, величина осевого усилия, скорость и величина пластической деформации, осуществляя контроль над которыми возможно стабилизировать внутреннюю структуру маложесткого длинномерного вала и избежать коробления не только после изготовления, но и в процессе эксплуатации в дальнейшем по своему назначению.
Описано устройство экспериментальной установки для термосиловой обработки маложестких длинномерных валов и принцип ее работы. Приведен пример использования такой установки на одном из предприятий города Тольятти. Приведен результат эксперимента, позволяющий сделать вывод о том, что применение термосиловой обработки позволяет стабилизировать внутреннюю структуру материала, тем самым повышая качество и эксплуатационную надежность маложестких длинномерных валов.
Обосновано дальнейшее совершенствование данных технологий на базе термосиловой обработки.
Ключевые слова: деформация, коробление, напряжения, технология.
Постоянное повышение требований к качеству, надёжности и долговечности технических изделий становится ключевой задачей современного машиностроения. Вследствие создания всё более прочных и технологичных конструкций узлов и агрегатов в современном машиностроении происходит естественное снижение металлоёмкости продукции и, как результат, формирование значительного класса маложестких деталей (МЖД): валы, оси, ходовые винты, шпиндели станков, гребные
винты и т. д. Такие МЖД зачастую лимитируют межремонтные, межсервисные и ресурсные интервалы изделий. Производство подобных деталей в нашей стране постоянно увеличивается, что обусловлено все возрастающей потребностью в прецизионных машинах, ростом скоростей вращения технологического оборудования в нефтяной, газовой, автомобильной, судостроительной и авиационной промышленности. Поэтому задачи разработки технологий изготовления деталей данного клас-
21
са являются актуальными задачами современного машиностроения, а поиск резервов повышения точности обработки и ее последующее сохранение - актуальной научной проблемой технологии машиностроения .
Основной проблемой при изготовлении МЖД типа «Вал», является наличие в материале детали значительного уровня и неравномерного распределения внутренних остаточных напряжений, появление которых в значительной мере обусловлено технологическими причинами [1, 2, 5, 10-20]. В результате релаксации данных напряжений происходит коробление изделий, причем процесс релаксации нередко значительно растянут во времени, а это может приводить к короблению уже готового изделия.
Остаточные напряжения возникают практически при всех технологических процессах термической, механической обработки, обработке металлов давлением и многих других видах обработки. Причины образования остаточных напряжений многообразны (неоднородность пластической деформации, неоднородность температурного поля, фазовые превращения и т. д.).
В ходе обработки детали, кроме уже существующих остаточных напряжений, полученных на заготовительном этапе, аккумулируются остаточные напряжения процесса резания. Поскольку поверхностный пластически деформированный в ходе резания слой формирует ряд остаточных напряжений, то в течение всего техпроцесса происходит суммирование этих напряжений и остаточных напряжений заготовительного этапа. Релаксация этих напряжений уже после изготовления детали приводит к непредсказуемому короблению. Таким образом, достигнув точности в ходе техпроцесса, мы можем потерять ее уже в ходе эксплуатации. Причем указанные трудности изготовления МЖД возрастают с увеличением отношения их длины к диаметру, так как в данном случае наблюдается снижение жесткости изделий, а процессы релаксации напряжений способны оказывать все более значительное влияние на стабильность геометрической формы маложестких валов.
Остаточные напряжения могут быть частично сняты путем термической обработки. При отпуске основным механизмом изменения остаточных напряжений является их релаксация, которая протекает более быстро при повышении температуры. Однако данный процесс имеет ряд недостатков:
1) остаточные напряжения снимаются не полностью;
2) при нагреве и последующем охлаждении заготовки невозможно обеспечить равномерное распределение остаточных напряжений по длине и поперечному сечению заготовки;
3) производство такого отпуска у длинномерных деталей является трудоемкой операцией, снижающей производительность процесса. Существенное влияние при этом оказывает скорость охлаждения после отпуска, так как при остывании изделий возможно наведение новых остаточных напряжений.
Существующие технологические процессы изготовления МЖД (рис. 1) имеют, как правило, очень большое число технологических переходов со снятием предельно минимизированных припусков и обязательным последующим выдерживанием детали в свободном состоянии. Технологический цикл изготовления деталей малой жесткости, как правило, содержит ряд операций: правку, термообработку, чаще многократную, механическую обработку. Каждая из операций вносит свои остаточные напряжения, разные по знаку, направлению и величине, которые вызывают деформации деталей, как на стадии изготовления, так и при их эксплуатации. Однако данные методы не обеспечивают высокой производительности и могут привести к увеличению стоимости обработки.
Одним из способов повышения эксплуатационной точности МЖД является использование в качестве заготовок круглых калиброванных прутков с последующим поверхностным пластическим деформированием [7, 8, 9]. Калиброванный металл используют, в частности, при изготовлении трансмиссионных валов артезианских турбинных насосов, которые служат для подъема воды из глубинных скважин. Ключевым моментом достижения эксплуатационной точности данного метода являются повторные обжатия калиброванного металла, при которых на поверхности прутков формируются не растягивающие, а сжимающие остаточные напряжения.
К достоинствам данного метода можно отнести снижение трудоемкости и повышение производительности процесса изготовления маложестких валов, так как высокая точность диаметрального размера и высокое качество поверхности калиброванных прутков требует механической обработки только отдельных участков вала.
22
Однако изготовление МЖД, с применением данного способа обработки, экономически целесообразно лишь на отдельных предприятиях, занимающихся изготовлением круглого проката и располагающих специальным дорогостоящим оборудованием.
Снизить уровень остаточных напряжений по длине заготовки, а также время и энергоемкость процесса позволяют различные способы виброобработки. При вибрационном методе снятия напряжений в металл вводится энергия колебаний. Благодаря этому в поликристаллическом материале происходят сдвиги кристаллической решетки, сопровождающиеся перераспределением напряжения. Вибрация должна происходить с резонансной или близкой к ней частотой. Если же частота вибраций превышает частоту собственных колебаний изделия, могут появиться усталостные напряжения. Различным способам виброобработки свойственны и другие недостатки, такие как: отсутствие информации о протекании релаксационных процессов по длине и сечениям детали, сложность используемой конструкции, ограниченность технологических возможностей из-за демпфирования колебаний опорами на разных режимах обработки, неравномерность снижения остаточных напряжений по сечениям заготовки, ограниченность технологических возможностей из-за трудностей регулировки амплитудных деформаций, отсутствие информации о ходе виброобработки и невозможность оперативно и максимально быстро учитывать изменяющиеся условия обработки.
Ещё одним способом повышения эксплуатационной точности маложестких деталей является операция термосиловой обработки с применением системы автоматического управления параметрами
техпроцесса [4]. Суть метода заключается в равномерном продольном и поперечном упругопластическом деформировании маложесткого вала, посредством приложения осевого растягивающего усилия с определённой скоростью и величиной, во время проведения термообработки. При охлаждении наружная поверхность вала остывает быстрее, чем внутренняя, и напряжения в наружных слоях будут противоположны напряжениям во внутренних областях изделия. По окончании процесса охлаждения знаки напряжений поменяются на противоположные, но главное достоинство предлагаемого технического приёма заключается в том, что в наружных слоях напряжения будут одного знака, последнее исключает коробление. Дальнейшая обработка при равномерном снятии металла относительно оси вала также не приведёт к короблению последнего. Поэтому, из технологического процесса изготовления МЖД можно исключить все промежуточные стабилизирующие отпуска (рис. 2), а ТСО проводить при стандартной термообработке (закалке, отпуске), при выходе на физикомеханические свойства. Это позволяет в несколько раз повысить производительность изготовления МЖД, существенно повысить точность, исключить коробление и снизить себестоимость обработки.
При термосиловой обработке одновременно контролируется температура нагрева заготовки по длине, величина осевого усилия, скорость и величина пластической деформации и обеспечивается стабилизация пластических деформаций и температуры по длине изделия путем управления этими параметрами [3].
23
Рисунок 2 - Схема изготовления маложестких валов с ТСО
В последнее время получают развитие методы старения, повышающие релаксационную стойкость материала, с небольшим снижением уровня остаточных напряжений. К ним относятся статическое и динамическое нагружение, старение тепловыми ударами, вибрационное старение, обработка ультразвуком. Однако ни одним из данных методов невозможно добиться равномерного распределения остаточных напряжений, как следствие, наиболее перспективным является направление с применением систем автоматического управления параметрами термообработки - термосиловая обработка.
Ещё один важный фактор, который не полностью рассмотрен авторами, это процесс фазового превращения аустенита в мартенсит. Дело в том, что углерод и легирующие элементы в стали (кроме кобальта) снижают температуры начала и конца аустенитно-мартенситного превращения. Так, при добавлении 1 % легирующего элемента к стали с 0,9-1,0 % С температура начала превращения аустенита в мартенсит снижается при легировании марганцем на 45 0К, никелем - на 26 0К, ванадием -на 30 0К, молибденом - на 25 0К, хромом - на 35 0К, медью - на 7 °К; при добавлении кобальта указанная температура повышается на 12 °К. При этом температура завершения мартенситного превращения для высокоуглеродистых сталей может достигнуть 180 °К, и лишь для сталей с содержанием углерода до 0,6 % эта температура превышает комнатную. Поэтому для таких материалов, необходимо в технологический процесс изготовления МЖД включать специальную обработку - обработку холодом (рис. 3). Если этого не делать, то часть ау-
стенитной фазы стабилизируется, а другая часть перейдет в другую фазу, отличную по объему, что может вызвать коробление МЖД.
Существенное влияние на формирование структуры материала оказывает и скорость охлаждения. Превращение аустенита при различных степенях переохлаждения описывается диаграммами изотермического превращения аустенита в феррит-но-цементитные смеси (перлит, сорбит, троостит). При некой критической скорости образуется только мартенсит. Такое превращение обычно сопровождается увеличением предела прочности, уменьшением относительного удлинения и ударной вязкости, а также увеличением объема. Даже равномерное увеличение объема деталей сложной формы приводит к появлению внутренних напряжений. Эти напряжения могут суммироваться с термическими напряжениями, возникающими из-за изменения температуры и от внешней нагрузки, при этом в результате снижения относительного удлинения и ударной вязкости может произойти хрупкое разрушение деталей. Таким образом, чем больше углерода и легирующих элементов в стали и чем выше температура проведения термообработки, тем большее количество остаточного аустенита в стали, тем ниже температура начала и конца аустенитно-мартенситного превращения. Принимая во внимание данные обстоятельства, основой для разработки метода повышения эксплуатационной точности длинномерных многоступенчатых валов, следует принять способ термосиловой обработки МЖД. Принцип работы предлагаемого метода заключается в полной автоматизации процесса термосиловой обработки посредством предварительно
24
разработанного алгоритма работы программы для ЭВМ, которая на основании данных о размерах, исходной и требуемой твёрдости, а также других физико-механических свойствах материала заготовки производит расчёт параметров, необходимых для термосиловой обработки маложесткого многоступенчатого вала. В случаях, когда материалом изделия является высоколегированная или высокоуглеродистая сталь, программа автоматически включает в работу контур обработки детали холодом и последующим низкотемпературным или среднетемпературным отпуском (рис. 3). Примене-
ние данного метода позволит повысить качество производства маложестких валов. Следует отметить, что разнообразие исходных данных заготовок (геометрические параметры, физические и механические свойства материала) и эксплуатационные требования, предъявляемые к готовым изделиям, исходя из служебных назначений, требуют многовариантных подходов не только по изменению последовательности технологических операций, но и по оптимизации их режимов, а следовательно, появляется необходимости разработки САУ процессом обработки [6].
Рисунок 3 - Схема изготовления маложестких валов с ТСО и обработкой холодом
Примером реализации данного подхода к обработке маложестких валов служит установка для термосиловой обработки, внедренная в реальный технологический процесс на ОАО «Азотреммаш», г. Тольятти (рис. 4). Устройство для термосиловой обработки содержит стапель 1 в виде двух труб, разъемную шайбу 2 и разъемную втулку 3, установленные на наружней поверхности заготовки-вала, опорную втулку 4, установленную на наруж-ней поверхности разъемной втулки 3, шайбу - сферу 5, сопряженную с шайбой 6 с отверстием в центре, переходящим во внутренюю сферическую поверхность, две клиновые шайбы 7 и 8, установленные между шайбой - сферой 6 и торцем опорной втулки 4. Устройство для термосиловой обработки работает следующим образом. При нагревании конструкции до температуры закалки (согласно ТП операции закалки), появляется осевое усилие, вызванное, разницей коэффициентов линейного расширения труб стапеля 1 и заготовки, которое через замкнутую силовую цепь-стапель 1, крышка 6, шайба - сфера 5, клиновые шайбы 7 и 8, опорная втулка 4 и разъемная втулка 3, с одной стороны и
стапель 1, разъемная шайба 2 с другой стороны сообщается заготовке.
Необходимое значение осевого растягивающего усилия устанавливается путем создания при сборке конструкции зазора определенной величины в месте соединения опорной шайбы 4 и клиновой шайбы 7. Определение величины зазора не является сложной задачей и производится по специально разработанной методике.
При остывании конструкции - разгрузке, устройство для ТСО вместе с заготовкой вынимают из печи и охлаждают. Осевое усилие сохраняется за счет того, что заготовка остывает значительно быстрее (в 5 раз) стапеля 1, имеющего по сравнению с заготовкой гораздо большее сечение и массу, а также внутреннюю замкнутую полость, заполненную песком, который через описанную выше силовую цепь сообщает осевое усилие заготовке до полного остывания всей конструкции.
Так как при сборке конструкции во внутренние полости труб засыпают песок, за счет чего трубы охлаждаются значительно медленнее вала, а следовательно, сообщают валу осевое растягиваю-
25
щее усилие до полного остывания, то в материале вала при этом возникают значительные по величине сжимающие напряжения, которые стремятся изогнуть трубы, удерживающие вал в натянутом состоянии. Поэтому перед проведением ТСО необходимо провести проверочный расчет труб на устойчивость по критическому значению сжимающего усилия.
Рисунок 4 - Общий вид установки для ТСО
Рисунок 5 - Результаты экспериментальных исследований влияния ТСО на коробление детали
Использование данного устройства позволяет повысить надежность проведения ТСО, повысить стабильность структуры материала и остаточных напряжений по длине детали, упростить конструкцию устройства для ТСО.
На рисунке 5 представлены результаты экспериментальных исследований влияния ТСО на коробление маложесткой детали. Как видно из представленных результатов, применение описанной выше установки для ТСО, даже без использования САУ, способно увеличить точность маложесткой детали в несколько раз.
Разработанная и внедренная в технологический процесс установка для термообработки длинномерных заготовок при температурах закалки и отпуска позволяет минимизировать технологическую наследственность кривизны вала путём осевой пластической деформации, повысить точность - биение не более 20 мкм/м, увеличить производительность в 3-5 раз за счет отказа от промежуточных отпусков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Репин К. А., Драчев О. И., Воронов Д. Ю. Новые технологии обработки маложесктих длинномерных деталей и описание устройства для их реализации Сборник докладов XII Всероссийской с международным участием нучно-технической конференции «Механики-XXI веку» Братск : ФГБОУ ВПО «БрГУ», 2013.
2. Воронов Д. Ю., Репин К. А., Шевелев И. В. Обзор существующих и перспективные тенденции развития технологий изготовления ходовых винтов. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013» Выпуск 1. Том 2. Одесса : КУПРИЕНКО, 2013. 4 с.
3. Воронов Д. Ю., Репин К. А., Шевелев И. В. Описание конструкции и принципа работы лабораторной установки для проведения экспериментальных исследований по термосиловой обработке длинномерных маложестких деталей. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013» Выпуск 1. Том 2. Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. 5 с.
4. Воронов Д. Ю., Репин К. А., Шевелев И. В. Разработка функциональной схемы системы автоматизированного управления ТСО многоступенчатых маложестких валов. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научнопрактической конференции «Современные направ-
26
ления теоретических и прикладных исследований 2013» Выпуск 1. Том 2. Одесса : КУПРИЕНКО, 2013.4 с.
5. Воронов Д. Ю., Репин К. А., Шевелев И. В. Анализ существующих технологий изготовления стальных фасонных профилей высокой точности и направления их совершенствования. Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013» Выпуск 1. Том 2. Одесса : КУПРИЕНКО, 2013. 4 с.
6. Манило И. И., Городских А. А., Андрю-кова Н. А., Клочков А. С., Адаптивное управление процессом холодной правки торсионных валов. Сборник : Достижения науки - агропромышленному производству. Материалы LIII международной научно-технической конференции. Челябинск, 2014. С.58-64.
7. Асланян И. Р., Бубнов А. С., Емельянов В. Н., Исаев А. Н., Зайдес С. А., Копылов Ю. Р., Кропоткина Е. Ю., Лебский С. Л., Матлин М. М., Моз-гунова А. И., Попов М. Е., Шустер Л. Ш. Обработка деталей поверхностным пластическим деформированием. Иркутский государственный технический университет. Иркутск, 2014.
8. Зайдес С. А., Емельянов В. Н., Попов М. Е., Кропоткина Е. Ю., Бубнов А. С. Деформирующая обработка валов. Монография. Иркутский государственный технический университет; Рос. инженер. акад. Иркутск, 2013.
9. Куличкин Н. В., Чеботарёв Ю. В. Влияние поверхностного пластического деформирования на характеристики усталости круглых образцов, подвергнутых термомехнической правке. Вестник Астраханского государственного технического университета. 2007. № 2. С. 61-63.
10. Левашкин Д. Г. Методологические аспекты обеспечения точности и жесткости реконфигурируемых производственных систем с применением автоматически сменных узлов. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2014. № 4 (30). С. 30-36.
11. Remi Husson, Cyrille Baudouin, Regis Bigot, Edoardo Sura. Consideration of residual stress and geometry during heat treatment to decrease shaft bending. The International Journal of Advanced Manu-factoring Technology. June 2014, Volume 72, Issue 9,pp.1455-1463.
12. Yong-Jin Choi, Sang-Kon Lee, In-Kyu Lee, Yong-Jae Cho, Jae-Wook Lee, Jung-Woo Cho, Myeong-Sik Jeong. Multi-stage forging process design of steering system output shaft for reduction of energy consumption. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. June 2015, Volume 16, Issue 7, pp. 1455-1460.
13. A. N. Eraslan, W. Mack. A computational procedure for estimating residual stresses and secondary plastic flow limits in nonlinearly strain hardening rotating shafts. Forschung im Ingenieurwesen. March 2005, Volume 69, Issue 2, pp. 65-75.
14. Tolga Akis, Ahmet N. Eraslan. Exact solution of rotating FGM shaft problem in the elastoplastic state of stress. Archive of Applied Mechanics. October 2007, Volume 77, Issue 10, pp. 745-765.
15. G. Pantazopoulos, S. Papaefthymiou. Failure and Fracture Analysis of Austenitic Stainless Steel Marine Propeller Shaft. 30 September 2015,Journal of Failure Analysis and Prevention, pp. 1-6.
16. A. Gruening, M. Lebsanft, B. Scholtes. Residual Stress State in Tools Used for Thermomechanical Metal Forming Processes. Engineering Applications of Residual Stress, Volume 8. Part of the series Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series, pp 39-45, 25 May 2011.
17. Wei-jian Yu, Yan Zhang. Analysis on damage and rheological characteristics of deep surrounding rock of shaft engineering. Journal of Coal Science and Engineering (China). March 2010, Volume 16, Issue 1, pp. 29-34.
18. Le Qin, HuiMin Xie, RongHua Zhu, Dan Wu, ZhiGang Che, ShiKun Zou. Study of the location of testing area in residual stress measurement by Moire interferometry combined with hole-drilling method. Science China Physics, Mechanics and Astronomy, April 2014, Volume 57, Issue 4, pp. 708-715.
19. Juan Dong, Jeremy Epp, Alexandre da Silva Rocha, Rafael Menezes Nunes, Hans Werner Zoch. Investigation of the Influence Factors on Distortion in Induction-Hardened Steel Shafts Manufactured from Cold-Drawn Rod. Metallurgical and Materials Transactions A, pp. 1-12, 25 November 2015.
2 0. Thomas Georg Karl Hirsch, Alexandre da Silva Rocha, Rafael Menezes Nunes.Distortion Analysis in the Manufacturing of Cold-Drawn and Induction-Hardened Components. Metallurgical and Materials Transactions A. December 2013, Volume 44, Issue 13,pp.5806-5816.
27
© 2015
ADVANTAGES OF THERMOPOWER EDIT IN THE MANUFACTURE OF NON-RIGID PARTS OF TYPE «SHAFT» OVER EXISTING TECHNOLOGIES
D.Y. Voronov, candidate of the technical sciences, docent of «Equipment and technology of engineering production» O. I. Drachev, doctor of Engineering, Professor of «Equipment and technology of engineering production»
K. A. Repin, post-graduate student of «Equipment and technology of engineering production» Togliatti state university, Togliatti (Russia)
Annotation. Analyzed the reasons of necessity of application of technologies of improvement of technological process of manufacturing non-rigid lengthy shafts, as well as comparative analysis of existing technologies of manufacturing of this type of detail and perspective technological processes. Analyzes the problems arising in the manufacture of non-rigid lengthy shafts and their relationship with various aspects of the technological process of manufacturing parts, as well as the factors controlling which may solve the problem arising in the manufacture of such parts, namely warping. Describes the influence of different stages of technological process of manufacturing Non-rigid lengthy shafts on the possible occurrence of warpage of the finished product, the main reason is the uneven distribution of residual stress obtained at different stages of technological process of manufacturing non-rigid lengthy details. The advantages of the use thermal processing and the parameters, in that manages to evenly distribute the residual stresses in Non-rigid long shafts, namely the temperature, the magnitude of the axial force, the speed and magnitude of plastic deformation, by which it is possible to stabilize the internal structure milostraga long shaft and avoid warpage not only after manufacturing, but also in the process of further operation for its intended purpose.
The described apparatus the experimental setup for thermal processing non-rigid lengthy shafts and the principle of its work. An example of the use of such a facility on one of the enterprises of Togliatti. Given the result of the experiment, allowing to conclude that the use of thermal treatment allows to stabilize the internal structure of the material, thereby increasing the quality and operational reliability non-rigid lengthy shafts.
Proved to further improve these technologies based on thermal power handling.
Key words: edit, stress, strain, technology, warping.
УДК 311
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 6-35 кВ
© 2015
В. Ю. Вуколов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрификация и автоматизация»
В. Л. Осокин, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электрификация и автоматизация»
Б. В. Папков, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Электрификация и автоматизация»
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)
Аннотация. В статье отмечается актуальность повышения эффективности распределительных сетей 6-35 кВ, ставятся задачи повышения надежности функционирования территориальных сетевых организаций. Представлены расчеты таких показателей, как: среднее время, приходящееся на плановопредупредительный ремонт для маломасляных, вакуумных выключателей; эффект уменьшения потерь от замены выключателей; среднее время нарушения электроснабжения потребителей низкого напряжения; эффект от замены кабельных линий. Произведена оценка затрат на техническое обслуживание и ремонт, а так же анализ количества отказов электрооборудования. Дана характеристика для различных конфигураций распределительных сетей 6-35 кВ, а также оценка существующих подходов для определения рациональных мест размыкания с целью повышения эффективности работы сети. Был разработан универсальный подход к оптимизации мест размыкания узловых и многоконтурных сетей на основе параметра последствия отказа и показано применение данного подхода на примере сетевой организации Нижегородской области. Также были рассчитаны: параметр, определяющий потери мощности на элементе в нормальном режиме работы, и среднее изменение потерь мощности в сети в случае его отказа, параметр, определяющий вероятное сни-
28
