Енергоефективність. Група 12. число 16.03.21. група 11. число 17.03.Тема. Енергозберігаючі системи регульованого електропривода зміного струму

Енергія, і зокрема електрична, є одним з найважливіших продуктів у індустріальному суспільстві. Дослідження показали, що середній прибуток, тривалість життя та інші важливі фактори рівня життя пов’язані зі споживанням електроенергії на душу населення в окремому регіоні чи в країні в цілому. Як і всі природні ресурси, енергетичні ресурси можуть виснажитися, тому важливо заощаджувати якомога більшу кількість енергії.

Можливий ефект енергозбереження – економія 200 млрд. тонн умовного палива в 1986-2020 р., тобто такої його кількості, що було видобуто з надр за всю попередню історію людства. Прогнозується, що за рахунок енергозбереження буде задовольнятися дві третини приросту світових потреб енергії.

Енергозбереження як діяльність (організаційна, наукова, практична, інформаційна), спрямована на раціональне використання енергії і природних енергетичних ресурсів, – державна проблема, яка постала на порядок денний слідом за найважливішою політичною подією в житті України – здобуттям незалежності.

Входження у світову економіку неминуче припускає створення продукції, конкурентно спроможної на світових ринках (по якості і вартості). Але створена промислова база була орієнтована на низьку вартість енергетичної складової, котра дотувалася державою. Енергозатратні технології, значна частина застарілого, технічно зношеного устаткування призвели до критичних рівнів витратного й нераціонального використання паливно-енергетичних ресурсів, що викликало енергетичну кризу в нашій країні.

Україна видобуває 5% світового обсягу мінеральних ресурсів, але лише 12% з них надходить у виробництво, інше не використовується (у країнах Західної Європи у виробництво надходить 60%). Потреба в паливно-енергетичних ресурсах за рахунок власного їх видобутку задовольняється менше, ніж наполовину, при цьому енергоємність валового внутрішнього продукту в Україні в кілька разів вища, ніж у розвинутих країнах. Комплексне розв’язання проблеми енергозбереження - найбільш прийнятний для України шлях подолання енергетичної кризи.

Провідні країни світу створили справжню індустрію енергозбереження, що дозволяє одержати величезний приріст продукції практично без істотного збільшення енерговитрат. Слід відмітити, що в розв’язання проблем, пов’язаних з енергетичною кризою 1973 р. у розвинутих країнах світу, вирішальний внесок зробили не нарощування видобутку паливно-енергетичних ресурсів, а конкретні заходи енергозбереження.

Так, відомо, що вироблення і використання електроенергії є важливим критерієм оцінки прогресу. Ще 40 років тому людство споживало майже половину тієї енергії, що споживає сьогодні. У ХХ столітті людство витратило більше ресурсів, ніж за весь період свого існування. На початку ХХІ століття виробництво електроенергії перевищило 15000 Твтг, що розподіляються таким чином :

• 9000 Твтг - країни з розвиненою ринковою економікою (800 млн. чол.);

• 1700 Твтг - країни СНД, Центральної і Східної Європи (400 млн. чол.);

• 1300 Твтг - Китай (1,3 млрд. чол.); • 3000 Твтг - країни з ринковою економікою, що розвивається, (3,5 млрд. чол.).

Індустріалізовані країни мають більшу частку ( 10700 Твтг), у той час, як країни, що розвиваються, володіють малою часткою (4300 Твтг). З погляду попиту на електроенергію (1,6 млрд чол. у країнах, що розвиваються, не мають доступу до електроенергії - 0 квтг у рік на душу населення) виходить, що 20% населення з низьким рівнем доходів споживають 5% загальної кількості електроенергії, а 20% з високим рівнем доходів - 50%.

За даними Світової енергетичної Ради, у 2000 році кількість електроенергії, споживана однією людиною протягом року, склала: у Канаді - 15500 кВтг, у США – 12700 кВтг, у індустріалізованих країнах Північної Європи – 9000 кВтг, у Японії – 8000 кВтг, у Росії – 6000 кВтг, в Україні 3400 кВтг, у Латинській Америці 100-200 кВтг. У середньому по країнах, що розвиваються, 900 кВтг за рік на душу населення. Сьогодні 1.2 млрд. чол. (20% світового населення) в індустріалізованій частині планети споживають 60% загальної кількості енергії, у той час, як 4.8 млрд чол. (80% світового населення) у країнах, що розвиваються, споживають 40% загальної кількості енергії.

 

За таким узагальненням прихована набагато серйозніша ситуація. 2 млрд. найбіднішого населення із середнім доходом менше 1000 доларів споживають всього 0,2 toe (тонни нафтового еквівалента) на душу населення, в основному у вигляді традиційної біомаси, у той час, як індустріалізовані країни використовують у середньому 5 toe сучасної енергії на душу населення, в Україні - 2,7 toe на душу населення (3,86 тонни умовного палива).

Альтернативи політиці енергозбереження в Україні немає, якщо вона не хоче бути сировинним придатком провідних країн світу. Енергозбереження повинно перетворитися в підгалузь промислової енергетики, додаткове джерело енергії. У цих умовах реалізація політики енергозбереження стає стратегічною лінією розвитку економіки і соціальної сфери.

Збереження електричної енергії є важливою частиною загальної тенденції по захисту навколишнього середовища. Серед споживачів електричної енергії значну частку складають електродвигуни різного призначення, що споживають більше половини виробленої енергії. Саме тут закладені найбільші резерви енергозбереження.

Більшість електродвигунів працюють у нерегульованому режимі, а отже - з низькою ефективністю. Через недоліки проектування й експлуатації електропривода коефіцієнт завантаження багатьох машин не перевищує 50%, що вимагає зниження встановленої потужності двигунів. Робота привода в недовантаженому режимі призводить до величезних втрат, не враховуючи зниженого значення коефіцієнта потужності, оскільки загальна встановлена потужність асинхронних двигунів у країні складає близько 40...50 млн. кВт. Сумарна ж установлена потужність двигунів у СНД приблизно дорівнює 550 млн. кВт.

Зростаюча складність одержання енергії, подальший розвиток енергоємних технологій, необхідність безаварійної роботи машин і механізмів вимагає використання регульованого електропривода. Перехід до регульованого електропривода змінного струму окремих механізмів дозволить заощадити до 50 % енергоресурсів.

Недавній прогрес у напівпровідниковій індустрії, особливо в силовій електроніці і мікроконтролерах, зробив приводи з регулюванням частоти обертання більш практичними і значно дешевшими. Сьогодні регульовані приводи вимагаються не лише у промисловому виробництві, як наприклад, обробні машини чи підйомні крани, але усе більше в побутовій техніці, наприклад, у пральних машинах, компресорах, невеликих насосах, кондиціонерах повітря і т.ін.

На даному етапі розвитку промисловості в Україні особливого значення набувають питання розробки та широкого впровадження методів і способів керування енергоефективністю (енергозбереженням) засобами промислового електропривода, оскільки з однієї сторони гостро постала проблема економії електроенергії, а з іншого боку, - з’явилася реальна можливість її ефективного використання стосовно головного її споживача - електроприводу.

 

Електропривод – це електромеханічний пристрій, що здійснює кероване перетворення електричної енергії в механічну, а також зворотне перетворення і призначений для надавання руху робочим машинам та механізмам. Електропривод є тою ланкою, що зв’язує енергосистему з технологічними установками. У деякій мірі електропривод виконує роль регулятора цих зв’язків. Сучасний автоматизований електропривод є складною функціонально – взаємозалежною по елементах системою, яка являє собою конструктивну єдність електромеханічного перетворювача енергії (двигуна) і електричного перетворювача, що утворюють енергетичний (силовий) канал, а також пристроїв керування перетвореною енергією й інформаційно-вимірювальних, що складають керуючий канал. Електропривод забезпечує перетворення електричної енергії в механічну відповідно до алгоритму роботи технологічної установки. Відмінною рисою сучасного регульованого привода змінного струму є наявність таких основних елементів.

· простого і надійного асинхронного чи синхронного двигуна, мінімізованого за масогабаритними, вартісними і енергетичними показниками;

 · перетворювача частоти з ланкою постійного струму з інвертором на повністю керованих приладах і некерованим випрямлячем;

· датчиків енергетичних, механічних і технологічних параметрів регулювання, що забезпечують необхідну точність стабілізації координат у замкнутій системі; · мікропроцесорної системи керування з функціями безпосереднього регулювання вихідних координат, формування законів широтно-імпульсного керування (ШІМ), діагностики, прогнозування, взаємодії з іншими локальними приводами.

Задача об’єднання в єдину систему різних по природі функціонально- закінчених елементів електропривода покладається на багаторівневі сполучні пристрої. Це сукупність конструктивних, схемотехнічних і програмних засобів, що забезпечують безпосередню оптимальну взаємодію складених елементів привода з метою максимальної реалізації можливостей кожного з цих елементів. Сполучний пристрій першого рівня характеризується механіко- енергетичною взаємодією двигуна і робочого механізму і являє собою механічну, гідравлічну чи електромагнітну передачу енергії від електричної машини на виконавчий механізм. Його функції зводяться до узгодження руху двигуна і виконавчого органа механізму при максимальному ККД передачі й усталеній роботі у всіх режимах. Останнє забезпечується узгодженням механічних характеристик двигуна і механізму.  Швидкодія механічної частини привода характеризується електромеханічною сталою часу , що має порядок від десятих часток секунди до кількох секунд.

 Другий і третій рівні – електроенергетичні. Для одержання двигуном електроенергії з необхідними параметрами амплітуди і частоти напруги в кожній фазі, а також для керування і регулювання параметрів потоку енергії служить статичний перетворювач. Оскільки двигун – безперервний нелінійний елемент, а перетворювач – нелінійний дискретний елемент, то виникає необхідність в узгодженні їх роботи. Для одержання максимального ККД і найменшого коефіцієнта спотворення необхідно живити двигун квазісинусоїдальними струмом і напругою. На цих рівнях розв’язується завдання поліпшення енергетичних і динамічних характеристик привода. Швидкодія електроенергетичних рівнів характеризується електромагнітними сталими часу Те , що мають порядок сотих і десятих часток секунди. Четвертий рівень – інтерфейси локального керування і регулювання параметрів енергетичного каналу привода. Від організації даного інтерфейсу залежать функціональні і сервісні можливості привода, точність і швидкодія. Інтерфейс реалізований у вигляді портів, таймерів, цифроаналогових перетворювачів і підсилювачів формування сигналів керування силовими транзисторами або тиристорами. П’ятий рівень – пристрої інформаційно-вимірювальної системи привода. Вимірюваними є фізичні величини:

· електричні (струм, напруга, ЕРС і т.п.)

· механічні (момент, швидкість, переміщення і т.п.)

· технологічні (тиск, температура, і т.п.)

Пристрої п’ятого рівня здійснюють перетворення сигналів з первинних датчиків, гальванічну розв’язку, підсилення, інтегрування й аналого–цифрове чи імпульсно–цифрове перетворення сигналів для подання їх у форматі мікроконтролерної системи керування. Швидкодія даного рівня визначає точність і швидкодію четвертого рівня і забезпечується вибором принципів перетворення сигналів, характером обміну в цифровій системі і конкретній апаратній реалізації. Мікроконтролерна САУ містить енергетичну модель електромеханічного пристрою, що враховує чотири складових: мережі, перетворювальний пристрій, двигун і технологічний механізм у площинах споживання енергії, її використання і енергоуправління. Шостий рівень – інтерфейс міжприводного обміну, реалізує координацію роботи локальних електроприводів між собою і зв’язок з центральною ЕОМ вищого рівня ієрархії. Обмін, як правило, здійснюється в цифровому коді з високою швидкодією при наявності великої оперативної пам’яті для статистичної обробки інформації, з контролем поточного стану кожного привода і можливістю інтерактивного режиму зв’язку з оператором. Останні роки ознаменувалися значними успіхами силової електроніки – було освоєно промислове виробництво біполярних транзисторів з ізольованим затвором IGBT, тиристорів що запираються GTO, тиристорів, що комутуються з інтегрованим керуванням IGCT, а також силових інтелектуальних модулів IPM з вбудованими засобами захисту ключів та інтерфейсами для безпосереднього підключення до мікропроцесорних систем керування. Зростання ступеня інтеграції в мікропроцесорній техніці і перехід від мікропроцесорів до мікроконтролерів з вбудованим набором спеціалізованих периферійних пристроїв зробили необоротною тенденцію масової заміни аналогових систем керування приводами на системи прямого цифрового керування. Під прямим цифровим керуванням розуміється не тільки безпосереднє керування від мікроконтролера кожним ключем силового перетворювача, але і забезпечення можливості прямого введення в мікроконтролер сигналів різних зворотних зв’язків (незалежно від типу сигналу: аналоговий чи цифровий) з подальшою програмно–апаратною обробкою всередині мікроконтролера. Таким чином, система прямого цифрового керування орієнтована на відмову від значного числа додаткових інтерфейсних пристроїв і створення одноплатних контролерів керування приводами. В решті решт вбудована система керування проектується як однокристальна і разом із силовим перетворювачем та виконавчим двигуном конструктивно інтегрується в одне ціле – мехатронний модуль руху. Електроприводи, керовані по розвинутих алгоритмах за допомогою мікроконтролерів, мають ряд переваг:

· збільшення енергетичної ефективності системи – регулювання швидкості знижує втрати потужності;

· удосконалення функціонування – цифрове керування може додати такі властивості, як інтелектуальні замкнуті контури, зміна частотних властивостей, діапазону контрольованих несправностей і здатність до взаємодії з іншими системами;

· спрощення електромеханічного перетворювача енергії – регульовані приводи дозволяють усунути необхідність у трансмісіях, коробках передач, редукторах;

 · простота відновлення програмного забезпечення – системи на базі мікроконтролерів із флеш – пам’яттю можуть швидко змінювати при необхідності свій алгоритм і регульовані змінні.

З виконанням приводів регульованими складність системи часто збільшується. Основною умовою їх використання є збереження загальної вартості системи в обґрунтованих границях. Для ряду систем, особливо в побуті, загальна вартість повинна бути еквівалентна вартості нерегульованого варіанту. Енергозбереження в електроприводі є частиною загального процесу ефективного використання електроенергії і визначається трьома процесами:

· енергоспоживанням;

· енерговикористанням споживаної енергії;

· енергоуправлінням процесу енергоспоживання.

 Енергоспоживання – процес формування складових потужності на вході перетворювача при роботі електропривода. Цей процес характеризується залежностями активної, реактивної і потужності перетворення від швидкості і моменту двигуна. У питаннях енергоспоживання необхідне чітке уявлення про характер перетворення енергії, складові потужності, про показники якості електроенергії (ПЯЕ), їх вплив на характеристики електромеханічних перетворювачів. Енерговикористання – використання потужності споживаної з мережі. Цей показник характеризує якісну сторону процесу енергоспоживання. Він показує, наскільки ефективне використання споживаної електроенергії, яка частина її належить до втрат, а яка – до корисної потужності, що йде на вал робочої машини. Як розподіляються втрати, що визначають робочий режим електродвигуна, його температуру і надійність. У питаннях енерговикористання найважливішим є баланс складових потужності, що дозволяє виявити механізми старіння електроустаткування на додачу до відомих і пов’язаних в основному з термічним характером впливу енергопроцесів на робочі й експлуатаційні характеристики. Енергоуправління – процес формування режимів енергоспоживання за допомогою технічних пристроїв і систем, що впливають на кола керування електроприводом та перетворювальними пристроями, що живлять ці кола. До енергоуправління варто віднести керування перерозподілом втрат в електричних двигунах, оптимізацію втрат, мінімізацію нагрівання активних частин електричної машини, зниження рівнів споживаної реактивної потужності і генерування гармонік струму. При цьому варто мати на увазі те, що зазначені вище позитивні властивості система електропривода здобуває не за рахунок використання деяких інших технічних засобів, а за рахунок використання регулювальних можливостей системи електропривода. Такий енергетичний підхід, що базується на спільності процесів енергоспоживання, енерговикористання і енергоуправління, зв’язує в єдиний електромеханічний комплекс елементи, що розглядалися раніше без взаємозв’язку: енергосистема, споживач (електропривод) і технологічна установка. Кожний з компонентів має свої регулювальні можливості в галузі керування енергоспоживанням, перерозподілом втрат і т. ін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Енергія, і зокрема електрична, є одним з найважливіших продуктів у індустріальному суспільстві. Дослідження показали, що середній прибуток, тривалість життя та інші важливі фактори рівня життя пов’язані зі споживанням електроенергії на душу населення в окремому регіоні чи в країні в цілому. Як і всі природні ресурси, енергетичні ресурси можуть виснажитися, тому важливо заощаджувати якомога більшу кількість енергії.

Можливий ефект енергозбереження – економія 200 млрд. тонн умовного палива в 1986-2020 р., тобто такої його кількості, що було видобуто з надр за всю попередню історію людства. Прогнозується, що за рахунок енергозбереження буде задовольнятися дві третини приросту світових потреб енергії.

Енергозбереження як діяльність (організаційна, наукова, практична, інформаційна), спрямована на раціональне використання енергії і природних енергетичних ресурсів, – державна проблема, яка постала на порядок денний слідом за найважливішою політичною подією в житті України – здобуттям незалежності.

Входження у світову економіку неминуче припускає створення продукції, конкурентно спроможної на світових ринках (по якості і вартості). Але створена промислова база була орієнтована на низьку вартість енергетичної складової, котра дотувалася державою. Енергозатратні технології, значна частина застарілого, технічно зношеного устаткування призвели до критичних рівнів витратного й нераціонального використання паливно-енергетичних ресурсів, що викликало енергетичну кризу в нашій країні.

Україна видобуває 5% світового обсягу мінеральних ресурсів, але лише 12% з них надходить у виробництво, інше не використовується (у країнах Західної Європи у виробництво надходить 60%). Потреба в паливно-енергетичних ресурсах за рахунок власного їх видобутку задовольняється менше, ніж наполовину, при цьому енергоємність валового внутрішнього продукту в Україні в кілька разів вища, ніж у розвинутих країнах. Комплексне розв’язання проблеми енергозбереження - найбільш прийнятний для України шлях подолання енергетичної кризи.

Провідні країни світу створили справжню індустрію енергозбереження, що дозволяє одержати величезний приріст продукції практично без істотного збільшення енерговитрат. Слід відмітити, що в розв’язання проблем, пов’язаних з енергетичною кризою 1973 р. у розвинутих країнах світу, вирішальний внесок зробили не нарощування видобутку паливно-енергетичних ресурсів, а конкретні заходи енергозбереження.

Так, відомо, що вироблення і використання електроенергії є важливим критерієм оцінки прогресу. Ще 40 років тому людство споживало майже половину тієї енергії, що споживає сьогодні. У ХХ столітті людство витратило більше ресурсів, ніж за весь період свого існування. На початку ХХІ століття виробництво електроенергії перевищило 15000 Твтг, що розподіляються таким чином :

• 9000 Твтг - країни з розвиненою ринковою економікою (800 млн. чол.);

• 1700 Твтг - країни СНД, Центральної і Східної Європи (400 млн. чол.);

• 1300 Твтг - Китай (1,3 млрд. чол.); • 3000 Твтг - країни з ринковою економікою, що розвивається, (3,5 млрд. чол.).

Індустріалізовані країни мають більшу частку ( 10700 Твтг), у той час, як країни, що розвиваються, володіють малою часткою (4300 Твтг). З погляду попиту на електроенергію (1,6 млрд чол. у країнах, що розвиваються, не мають доступу до електроенергії - 0 квтг у рік на душу населення) виходить, що 20% населення з низьким рівнем доходів споживають 5% загальної кількості електроенергії, а 20% з високим рівнем доходів - 50%.

За даними Світової енергетичної Ради, у 2000 році кількість електроенергії, споживана однією людиною протягом року, склала: у Канаді - 15500 кВтг, у США – 12700 кВтг, у індустріалізованих країнах Північної Європи – 9000 кВтг, у Японії – 8000 кВтг, у Росії – 6000 кВтг, в Україні 3400 кВтг, у Латинській Америці 100-200 кВтг. У середньому по країнах, що розвиваються, 900 кВтг за рік на душу населення. Сьогодні 1.2 млрд. чол. (20% світового населення) в індустріалізованій частині планети споживають 60% загальної кількості енергії, у той час, як 4.8 млрд чол. (80% світового населення) у країнах, що розвиваються, споживають 40% загальної кількості енергії.

 

За таким узагальненням прихована набагато серйозніша ситуація. 2 млрд. найбіднішого населення із середнім доходом менше 1000 доларів споживають всього 0,2 toe (тонни нафтового еквівалента) на душу населення, в основному у вигляді традиційної біомаси, у той час, як індустріалізовані країни використовують у середньому 5 toe сучасної енергії на душу населення, в Україні - 2,7 toe на душу населення (3,86 тонни умовного палива).

Альтернативи політиці енергозбереження в Україні немає, якщо вона не хоче бути сировинним придатком провідних країн світу. Енергозбереження повинно перетворитися в підгалузь промислової енергетики, додаткове джерело енергії. У цих умовах реалізація політики енергозбереження стає стратегічною лінією розвитку економіки і соціальної сфери.

Збереження електричної енергії є важливою частиною загальної тенденції по захисту навколишнього середовища. Серед споживачів електричної енергії значну частку складають електродвигуни різного призначення, що споживають більше половини виробленої енергії. Саме тут закладені найбільші резерви енергозбереження.

Більшість електродвигунів працюють у нерегульованому режимі, а отже - з низькою ефективністю. Через недоліки проектування й експлуатації електропривода коефіцієнт завантаження багатьох машин не перевищує 50%, що вимагає зниження встановленої потужності двигунів. Робота привода в недовантаженому режимі призводить до величезних втрат, не враховуючи зниженого значення коефіцієнта потужності, оскільки загальна встановлена потужність асинхронних двигунів у країні складає близько 40...50 млн. кВт. Сумарна ж установлена потужність двигунів у СНД приблизно дорівнює 550 млн. кВт.

Зростаюча складність одержання енергії, подальший розвиток енергоємних технологій, необхідність безаварійної роботи машин і механізмів вимагає використання регульованого електропривода. Перехід до регульованого електропривода змінного струму окремих механізмів дозволить заощадити до 50 % енергоресурсів.

Недавній прогрес у напівпровідниковій індустрії, особливо в силовій електроніці і мікроконтролерах, зробив приводи з регулюванням частоти обертання більш практичними і значно дешевшими. Сьогодні регульовані приводи вимагаються не лише у промисловому виробництві, як наприклад, обробні машини чи підйомні крани, але усе більше в побутовій техніці, наприклад, у пральних машинах, компресорах, невеликих насосах, кондиціонерах повітря і т.ін.

На даному етапі розвитку промисловості в Україні особливого значення набувають питання розробки та широкого впровадження методів і способів керування енергоефективністю (енергозбереженням) засобами промислового електропривода, оскільки з однієї сторони гостро постала проблема економії електроенергії, а з іншого боку, - з’явилася реальна можливість її ефективного використання стосовно головного її споживача - електроприводу.

 

Електропривод – це електромеханічний пристрій, що здійснює кероване перетворення електричної енергії в механічну, а також зворотне перетворення і призначений для надавання руху робочим машинам та механізмам. Електропривод є тою ланкою, що зв’язує енергосистему з технологічними установками. У деякій мірі електропривод виконує роль регулятора цих зв’язків. Сучасний автоматизований електропривод є складною функціонально – взаємозалежною по елементах системою, яка являє собою конструктивну єдність електромеханічного перетворювача енергії (двигуна) і електричного перетворювача, що утворюють енергетичний (силовий) канал, а також пристроїв керування перетвореною енергією й інформаційно-вимірювальних, що складають керуючий канал. Електропривод забезпечує перетворення електричної енергії в механічну відповідно до алгоритму роботи технологічної установки. Відмінною рисою сучасного регульованого привода змінного струму є наявність таких основних елементів.

· простого і надійного асинхронного чи синхронного двигуна, мінімізованого за масогабаритними, вартісними і енергетичними показниками;

 · перетворювача частоти з ланкою постійного струму з інвертором на повністю керованих приладах і некерованим випрямлячем;

· датчиків енергетичних, механічних і технологічних параметрів регулювання, що забезпечують необхідну точність стабілізації координат у замкнутій системі; · мікропроцесорної системи керування з функціями безпосереднього регулювання вихідних координат, формування законів широтно-імпульсного керування (ШІМ), діагностики, прогнозування, взаємодії з іншими локальними приводами.

Задача об’єднання в єдину систему різних по природі функціонально- закінчених елементів електропривода покладається на багаторівневі сполучні пристрої. Це сукупність конструктивних, схемотехнічних і програмних засобів, що забезпечують безпосередню оптимальну взаємодію складених елементів привода з метою максимальної реалізації можливостей кожного з цих елементів. Сполучний пристрій першого рівня характеризується механіко- енергетичною взаємодією двигуна і робочого механізму і являє собою механічну, гідравлічну чи електромагнітну передачу енергії від електричної машини на виконавчий механізм. Його функції зводяться до узгодження руху двигуна і виконавчого органа механізму при максимальному ККД передачі й усталеній роботі у всіх режимах. Останнє забезпечується узгодженням механічних характеристик двигуна і механізму.  Швидкодія механічної частини привода характеризується електромеханічною сталою часу , що має порядок від десятих часток секунди до кількох секунд.

 Другий і третій рівні – електроенергетичні. Для одержання двигуном електроенергії з необхідними параметрами амплітуди і частоти напруги в кожній фазі, а також для керування і регулювання параметрів потоку енергії служить статичний перетворювач. Оскільки двигун – безперервний нелінійний елемент, а перетворювач – нелінійний дискретний елемент, то виникає необхідність в узгодженні їх роботи. Для одержання максимального ККД і найменшого коефіцієнта спотворення необхідно живити двигун квазісинусоїдальними струмом і напругою. На цих рівнях розв’язується завдання поліпшення енергетичних і динамічних характеристик привода. Швидкодія електроенергетичних рівнів характеризується електромагнітними сталими часу Те , що мають порядок сотих і десятих часток секунди. Четвертий рівень – інтерфейси локального керування і регулювання параметрів енергетичного каналу привода. Від організації даного інтерфейсу залежать функціональні і сервісні можливості привода, точність і швидкодія. Інтерфейс реалізований у вигляді портів, таймерів, цифроаналогових перетворювачів і підсилювачів формування сигналів керування силовими транзисторами або тиристорами. П’ятий рівень – пристрої інформаційно-вимірювальної системи привода. Вимірюваними є фізичні величини:

· електричні (струм, напруга, ЕРС і т.п.)

· механічні (момент, швидкість, переміщення і т.п.)

· технологічні (тиск, температура, і т.п.)

Пристрої п’ятого рівня здійснюють перетворення сигналів з первинних датчиків, гальванічну розв’язку, підсилення, інтегрування й аналого–цифрове чи імпульсно–цифрове перетворення сигналів для подання їх у форматі мікроконтролерної системи керування. Швидкодія даного рівня визначає точність і швидкодію четвертого рівня і забезпечується вибором принципів перетворення сигналів, характером обміну в цифровій системі і конкретній апаратній реалізації. Мікроконтролерна САУ містить енергетичну модель електромеханічного пристрою, що враховує чотири складових: мережі, перетворювальний пристрій, двигун і технологічний механізм у площинах споживання енергії, її використання і енергоуправління. Шостий рівень – інтерфейс міжприводного обміну, реалізує координацію роботи локальних електроприводів між собою і зв’язок з центральною ЕОМ вищого рівня ієрархії. Обмін, як правило, здійснюється в цифровому коді з високою швидкодією при наявності великої оперативної пам’яті для статистичної обробки інформації, з контролем поточного стану кожного привода і можливістю інтерактивного режиму зв’язку з оператором. Останні роки ознаменувалися значними успіхами силової електроніки – було освоєно промислове виробництво біполярних транзисторів з ізольованим затвором IGBT, тиристорів що запираються GTO, тиристорів, що комутуються з інтегрованим керуванням IGCT, а також силових інтелектуальних модулів IPM з вбудованими засобами захисту ключів та інтерфейсами для безпосереднього підключення до мікропроцесорних систем керування. Зростання ступеня інтеграції в мікропроцесорній техніці і перехід від мікропроцесорів до мікроконтролерів з вбудованим набором спеціалізованих периферійних пристроїв зробили необоротною тенденцію масової заміни аналогових систем керування приводами на системи прямого цифрового керування. Під прямим цифровим керуванням розуміється не тільки безпосереднє керування від мікроконтролера кожним ключем силового перетворювача, але і забезпечення можливості прямого введення в мікроконтролер сигналів різних зворотних зв’язків (незалежно від типу сигналу: аналоговий чи цифровий) з подальшою програмно–апаратною обробкою всередині мікроконтролера. Таким чином, система прямого цифрового керування орієнтована на відмову від значного числа додаткових інтерфейсних пристроїв і створення одноплатних контролерів керування приводами. В решті решт вбудована система керування проектується як однокристальна і разом із силовим перетворювачем та виконавчим двигуном конструктивно інтегрується в одне ціле – мехатронний модуль руху. Електроприводи, керовані по розвинутих алгоритмах за допомогою мікроконтролерів, мають ряд переваг:

· збільшення енергетичної ефективності системи – регулювання швидкості знижує втрати потужності;

· удосконалення функціонування – цифрове керування може додати такі властивості, як інтелектуальні замкнуті контури, зміна частотних властивостей, діапазону контрольованих несправностей і здатність до взаємодії з іншими системами;

· спрощення електромеханічного перетворювача енергії – регульовані приводи дозволяють усунути необхідність у трансмісіях, коробках передач, редукторах;

 · простота відновлення програмного забезпечення – системи на базі мікроконтролерів із флеш – пам’яттю можуть швидко змінювати при необхідності свій алгоритм і регульовані змінні.

З виконанням приводів регульованими складність системи часто збільшується. Основною умовою їх використання є збереження загальної вартості системи в обґрунтованих границях. Для ряду систем, особливо в побуті, загальна вартість повинна бути еквівалентна вартості нерегульованого варіанту. Енергозбереження в електроприводі є частиною загального процесу ефективного використання електроенергії і визначається трьома процесами:

· енергоспоживанням;

· енерговикористанням споживаної енергії;

· енергоуправлінням процесу енергоспоживання.

 Енергоспоживання – процес формування складових потужності на вході перетворювача при роботі електропривода. Цей процес характеризується залежностями активної, реактивної і потужності перетворення від швидкості і моменту двигуна. У питаннях енергоспоживання необхідне чітке уявлення про характер перетворення енергії, складові потужності, про показники якості електроенергії (ПЯЕ), їх вплив на характеристики електромеханічних перетворювачів. Енерговикористання – використання потужності споживаної з мережі. Цей показник характеризує якісну сторону процесу енергоспоживання. Він показує, наскільки ефективне використання споживаної електроенергії, яка частина її належить до втрат, а яка – до корисної потужності, що йде на вал робочої машини. Як розподіляються втрати, що визначають робочий режим електродвигуна, його температуру і надійність. У питаннях енерговикористання найважливішим є баланс складових потужності, що дозволяє виявити механізми старіння електроустаткування на додачу до відомих і пов’язаних в основному з термічним характером впливу енергопроцесів на робочі й експлуатаційні характеристики. Енергоуправління – процес формування режимів енергоспоживання за допомогою технічних пристроїв і систем, що впливають на кола керування електроприводом та перетворювальними пристроями, що живлять ці кола. До енергоуправління варто віднести керування перерозподілом втрат в електричних двигунах, оптимізацію втрат, мінімізацію нагрівання активних частин електричної машини, зниження рівнів споживаної реактивної потужності і генерування гармонік струму. При цьому варто мати на увазі те, що зазначені вище позитивні властивості система електропривода здобуває не за рахунок використання деяких інших технічних засобів, а за рахунок використання регулювальних можливостей системи електропривода. Такий енергетичний підхід, що базується на спільності процесів енергоспоживання, енерговикористання і енергоуправління, зв’язує в єдиний електромеханічний комплекс елементи, що розглядалися раніше без взаємозв’язку: енергосистема, споживач (електропривод) і технологічна установка. Кожний з компонентів має свої регулювальні можливості в галузі керування енергоспоживанням, перерозподілом втрат і т. ін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Група 31-32. число 09.02. 26. Тема. Приймання та обкатка машин

 Тема. Приймання та обкатка машин

Мета: Ознайомлення учнів з прийманням нових або відремонтованих машин, навчити учнів як перевіряти комплектності машин, перевірка технічного стану

Тип уроку: Комбінований

Оснащення уроку: книга, плакати  

Хід уроку

1. Організаційна частина: Перевірка присутніх
2. Актуалізація  знань:

2.1.         Повідомити тему уроку.

2.2.          Повторення раніше вивченого матеріалу

1. Пересувні засоби ТО це?

2.Які види пересувних засобів ТО ви знайте?

3. Під час технічного обслуговування машин у період зберігання перевіряють?

4.Що ви розумійте під корозію?

5. Технічне обслуговування машин і обладнання під час зняття їх із зберігання проводять так?

 

      3. Пояснення нового матеріалу

План

1.Приймання машин нових і відремонтованих

 

1. Приймання машин нових і відремонтованих

Під час приймання машин старанно перевіряють технічний стан і комплектність їх. При цьому оформляють акт, дані якого заносять у паспорт машини. У паспорті машини реєструють протягом періоду експлуатації, всі показники, які характеризують її технічний стан, записують виконаний обсяг роботи, роботи, виконані під час ремонту, а також витрати на технічне обслуговування.

Правильна обкатка забезпечує високу експлуатаційну надійність машин. Починати її треба з незначного навантаження, поступово збільшуючи і доводячи його до повного протягом визначеного періоду. У процесі обкатки притираються нерівності поверхонь деталей. Щоб металеві частинки краще виділялися із зазорів між тертьовими поверхнями, слід добре і часто змащувати деталі. Порядок і режим обкатки машин наведено у заводських інструкціях.

Правила технічного обслуговування тракторів і самохідних шасі передбачають: щозмінне технічне і 3 періодичних обслуговування (№1, №2, №3), а також сезонне технічне, яке виконують перед переходом до зимової або літньої експлуатації. Періодичність технічних обслуговувань визначається за кількістю витраченого палива або відпрацьованих мото-годин (ТО №1 через 60, ТО №2 через 240 і ТО №3 через 960 мото-годин).

Розрізняють два види ремонту тракторів: поточний і капітальний. Під час поточного ремонту несправності усувають при частковому розбиранні трактора: ремонтують один або кілька основних спрацьованих агрегатів (двигун, коробку передач, задній міст) і старанно переглядають решту агрегатів, вузлів, замінюючи спрацьовані деталі, а також регулюють всі механізми трактора.

Капітальний ремонт -- це розбирання трактора, перевірка взаєморозміщення основних (базисних) вузлів, заміна або ремонт спрацьованих деталей, вузлів і агрегатів, складання, обкатка і випробування вузлів і агрегатів та машин в цілому.

Технічне обслуговування тракторів у господарствах проводять відповідно до річних планів-графіків, складених для кожного трактора окремо за формою, рекомендованою правилами технічного обслуговування. Складаючи графік, виходять з виробничих завдань господарства, технологічних карт на вирощування кожної культури, витрат палива за період від останнього капітального ремонту та встановленої періодичності ремонтів.

На основі плану-графіка визначають щомісячні завдання постійним спеціалізованим ланкам на проведення технічного обслуговування тракторів і сільськогосподарських машин.

Для технічного обслуговування машинно-тракторного парку відповідно до вимог сучасного сільськогосподарського виробництва треба мати міцну матеріально-технічну базу, зокрема машинні двори. Головною складовою частиною таких дворів є стаціонарні пункти технічного обслуговування.

Споруджують їх за типовими проектами, в яких передбачають будівництво таких інженерно-технічних споруд, як ремонтна майстерня, мийна естакада, майданчики для регулювання робочих органів і зберігання сільськогосподарських машин, приміщення для зберігання вузлів і агрегатів, гаражі для пересувних засобів технічного обслуговування, а також пост заправляння машин паливом і мастильними матеріалами. Для технічного обслуговування агрегатів, які працюють на відстані понад 5 км від стаціонарного пункту, застосовують пересувні механізовані агрегати АТУ-А, АТУ-П та АТУ-С. Ці агрегат призначені для виконання технічних обслуговувань № 1 і №2 тракторів та обслуговувань комбайнів і сільськогосподарських машин на місці роботи.

Для визначення технічного стану машини або окремого її вузла чи механізму без розбирання застосовують діагностичні методи, користуючись досконалими технічними засобами. Технічне обслуговування проводять ланками з 3--5 чоловік.

Розрізняють щозмінне, періодичне (тільки за комбайнами через 60 мото-годин) і післясезонне технічне обслуговування сільськогосподарських машин.

Щозмінне технічне обслуговування складається з таких операцій: зовнішнє очищення машин, перевірка стану, регулювання та змащування вузлів і механізмів, усунення підтікань, заправляння паливом, мастилом і водою.

Періодичне технічне обслуговування об'єднує операції щозмінного технічного обслуговування та додаткові, такі як змащування вузлів, перевірку й регулювання механізмів спеціальних комбайнів і двигунів зернозбиральних комбайнів.

Післясезонне технічне обслуговування передбачає очищення і миття машин, перевірку технічного стану деталей і вузлів, регулювання, усунення виявлених несправностей, підготовку машини до зберігання або до роботи після зберігання. Кількість цих доглядів залежить від циклу виконання польових робіт. Так, для зернових сівалок, як правило, провадять 2 обслуговування -- після закінчення весняної і осінньої сівби.

Щозмінне технічне обслуговування простих сільськогосподарських машин і періодичне обслуговування комбайнів (крім зернозбиральних) провадять одночасно з обслуговуванням тракторів, з якими ці машини агрегатуються, а післясезонне -- після закінчення сезону роботи машин.

Обслуговування сільськогосподарських машин провадять трактористи-машиністи і комбайнери, а також причіплювачі, сівачі, помічники та інші працівники, які брали участь у роботі агрегату під керівництвом майстра-наладчика.

Технічне обслуговування автомобілів передбачає щоденне обслуговування (ЩО), перше технічне обслуговування (ТО-1), друге технічне обслуговування (ТО-2) і два види ремонту -- потоковий і капітальний. Переходячи з одного сезону на інший, провадять сезонне обслуговування автомобілів.

Щоденне обслуговування автомобілів -- це прибирально-мийні і контрольно-оглядові роботи, мащення, заправляння паливно-мастильними матеріалами і водою.

Перше технічне обслуговування включає операції ЩО і такі роботи, як перевірку технічного стану автомобіля і регулювання механізмів.

Під час другого технічного обслуговування крім операцій ЩО і ТО-1 більш досконало перевіряють технічний стан всіх матеріалів і приладів: з автомобіля знімають прилади систем живлення, електрообладнання тощо з метою перевірки й регулювання їх у спеціально обладнаних цехах станції технічного обслуговування автомобілів.

Сезонне технічне обслуговування здійснюють під час підготовки автомобілів до використання у зимових або літніх умовах. При цьому крім обов'язкових операцій ТО-2 промивають системи охолодження і мащення, регулюють карбюратори, замінюють мастило, регулюють силу струму генератора, замінюють у радіаторах охолодну рідину (воду чи антифриз марок 40 або 60).

Залежно від пробігу та умов використання встановлюють нормативи для проведення технічного обслуговування автомобілів. Наприклад, якщо автомобіль працює в сільській місцевості (грунтові, гравійні та інші шляхи), ТО-1 виконують після пробігу 1000--1200, а ТО-2 -- 5000--6000 км.

У кожному господарстві складають план-графік технічного обслуговування і ремонту, який не залежить від кількості автомобілів. Практично ТО-1 автомобілів виконують 2 рази протягом місяця, а ТО-2 -- один раз у два місяці. Технічні обслуговування автомобілів (ТО-1 і ТО-2), а також ремонти доцільно проводити на станціях технічного обслуговування. Ці станції укладають з господарствами договори на технічне обслуговування автомобілів, згідно з якими після встановленого пробігу автомобілі доставляють на станцію і відповідно до технологічних карт проводять обслуговування.

Після складання під час ремонту машина надходить на контроль і випробування. Для перевірки комплектності, якості складальних, регулювальних і кріпильних робіт, перевірки роботи і технічного стану всіх агрегатів, механізмів і приладів, додаткового регулювання, а також для виявлення відповідності технічних показників поторібним технічним умовам проводять контроль і випробування сільськогосподарських машин та обладнання. Випробування проводять на спеціалізованих стендах КС 276 і КС-02. Стенд дає можливість: перевірити роботу двигуна, агрегатів трансмісії і ходової частини, а також встановити основні експлуатаційно-технічні якості автомобіля чи трактора (потужність двигуна, тягове зусилля на провідних колесах, витрата палива на різних швидкісних і за різного навантаження, шлях і час розгону до заданої швидкості, втрати потужності на тертя в агрегатах і ходовій частині, максимальний допустимий гальмівний шлях з певною швидкістю); проконтролювати і відрегулювати встановлення кутів керованих коліс тощо.

Усі знайдені під час випробування несправності слід усунути. Кожна машина (автомобіль), після капітального ремонту додатково до стендових випробувань має пройти випробування пробігом на відстань 30 км із навантаженням, що дорівнює 75% номінальної вантажопідйомності, за швидкості не більше 30 км/год для перевірки на керованість, а також для додаткового встановлення відповідності технічного стану автомобіля належним технічним нормам за різних режимів роботи й у різних дорожніх умовах. Справність і надійність роботи всіх систем, механізмів і з'єднань можна перевірити під час випробування пробігом. Після такого випробування автомобіль ретельно оглядають. Усі дефекти, виявлені після пробігу й наступного огляду, усувають. За відсутності дефектів (або після їхнього усунення) машина надходить на остаточне фарбування.
Якість відремонтованих машин має відповідати технічним умовам на здавання в КР і видання з ремонту їхніх агрегатів і вузлів. На кожну машину, що випускається з ремонту, замовнику видається паспорт цієї машини, в якому вказано комплектність, технічний стан і відповідність відремонтованої техніки технічним умовам. Технічні умови визначають гарантовану справну роботу автомобіля протягом певного часу і певного показника пробігу за цей період (за умови експлуатації автомобілів відповідно до технічних умов та інструкцій заводів-виготовлювачів).

Для обмеження навантаження на період обкатування карбюраторні двигуни відремонтованих автомобілів забезпечують запломбованою обмежувальною шайбою, знімати яку в експлуатації потрібно відповідно до правил, визначених для нових двигунів. Гарантійний термін експлуатації автомобілів у даний час - 12 міс. із дня видання з ремонту за час пробігу (для першої категорії експлуатації): не більше 20 тис. км (для автобусів); не більше 16 тис. км (для інших автомобілів усіх видів і призначень). Гарантійний термін зберігання відремонтованих складових автомобілів - 12 міс. із моменту видання з ремонту за дотримання правил консервації і зберігання.

Під час випуску автомобіля з КР до нього додають такі документи:
1)    паспорт автомобіля з позначкою АРП про проведений ремонт, указанням дати випуску з ремонту, нових номерів шасі й двигуна, а також зазначенням основного кольору забарвлення;
2)    інструкція з експлуатації із указанням особливостей експлуатації відремонтованих автомобілів в обкатувальний і гарантійний періоди, а також періодів і організації усунення дефектів у гарантійний період.
Під час випуску двигуна з КР до нього додаються:
1)    паспорт;
2)    інструкція з експлуатації з вказанням особливостей встановлення та експлуатації двигуна в обкатувальний і гарантійний періоди. Приймально-здавальним актом оформляється випуск із КР автомобілів, їхніх складових і деталей (комплектів деталей).
Під час приймання машин із ремонту встановлюють, як відремонтовано окремі вузли й деталі, чи правильно складені вони й уся машина в цілому, чи немає дефектів у їхній роботі. Приймальник - представник замовника до приймання екскаватора з ремонту має ознайомитися з документацією машини: паспортом, виконавчою відомістю дефектів, актами обкатування і випробування на стенді двигуна, паспортами на нововстановлені ланцюги та канати. Під час приймання екскаватора від ремонтного підприємства, яке виконують відповідно до технічних умов, приймальник ретельно контролює виконання ремонтних робіт і проводить заключні випробування екскаватора під навантаженням.
На час приймання адміністрація ремонтного підприємства видає приймальнику необхідні інструменти, прилади та інвентар. Приймальник у разі потреби має право зажадати від адміністрації ремонтного підприємства розбирання будь-якого вузла й агрегату для детального огляду і перевірки якості виконаного ремонту.

Група 11- 12 Енергоефективність. 15.03.21.Тема. Раціонально і ефективно експлуатувати машини та обладнання

 Перед сільським господарством України стоять важливі сільськогосподарські проблеми з гарантованого забезпечення населення продовольством, збереження і підвищення родючості ґрунтів, збільшення виробництва білка, зниження енергозатрат, збереження навколишнього середовища. Передбачається збільшення поставок сільському господарству нових і модернізованих тракторів з відповідним комплексом комбінованих машин, високопродуктивних ґрунтообробних, посівних і збиральних машин, а також машин для приготування і внесення добрив, застосування хімічних засобів захисту рослин та виконання меліоративних робіт, малогабаритної техніки для орендних колективів і фермерських господарств. Все це потребує проведення широкомасштабної технічної реконструкції сільськогосподарського комплексу, виробничої бази сільськогосподарського машинобудування, впровадження сучасних технологій. За останні роки широкого поширення набули енергозберігаючі інтенсивні та індустріальні технології. Інтенсивні технології базуються на використанні нових високоврожайних культур, систем захисту рослин і дробовому внесенні в період вегетації оптимальних доз азотних добрив. При підживленні використовується постійна технологічна колія для проходження машинно-тракторного агрегату. Індустріальні технології включають комплекс агротехнічних, технічних і організаційних заходів, спрямованих на зменшення трудових, матеріальних і енергетичних затрат та одержання високих врожаїв. Енергозберігаючі технології, включають технологію „No-till‖ яка забезпечує нульовий обробіток ґрунту під посів - є технологією майбутнього. Високоефективне використання машинно-тракторного парку (МТП) забезпечується встановленням раціональних технологічних, технічних і організаційних систем та іншими заходами з реалізації споживчих властивостей сільськогосподарських машин, які гарантують високу якість виконання робіт 6 у задані агротехнічні строки з найбільшою економічною ефективністю. Ефективне використання машинно-тракторних агрегатів, технологічних комплексів, а також машинно-тракторного парку господарства у цілому з метою максимального отримання сільськогосподарської продукції - основна мета вивчення дисципліни «Експлуатація машин і обладнання» для техніківмеханіків сільськогосподарського виробництва. Основна причина малоефективного використання техніки – наявність значних недоліків у комплектуванні МТП, організації його роботи, технічного обслуговування, ремонту і зберігання. За цих умов вирішальна роль у сільськогосподарському виробництві, і зокрема, при високопродуктивній експлуатації техніки належить інженерним кадрам господарств.

Найважливішою умовою удосконалення сільськогосподарського виробництва, підвищення життєвого рівня людей є прискорення науковотехнічного прогресу, високоефективне використання виробничого потенціалу і зміцнення матеріально-технічної бази сільського господарства на основі подальшого розвитку механізації і автоматизації виробництва. Нині негайного вирішення потребують проблеми комплексної механізації землеробства і тваринництва, підвищення технічного рівня, якості і надійності тракторів, комбайнів, сільськогосподарських машин і обладнання. Основними напрямами прискорення темпів механізації, автоматизації виробничих процесів і поліпшення ефективності використання МТП є: 14  завершення комплексної механізації виробничих процесів, впровадження більш досконалої системи машин для вирощування і збирання сільськогосподарських культур у всіх зонах України;  удосконалення конструкції сільськогосподарської техніки, що забезпечить створення оптимальних умов для розвитку рослин при виконанні технологічних операцій і ліквідації різних видів витрат;  значне підвищення надійності сільськогосподарських машин, що дає можливість виконувати технологічні операції без простоїв з технічних причин і зберігати встановлені показники якості;  підвищення експлуатаційної і ремонтної технологічності машинно-тракторного парку, пристосованості до технологічного і технічного обслуговування, діагностування, транспортування, зберігання;  впровадження автоматичних пристроїв, які б підтримували технічні і технологічні режими роботи;  розробка і створення автоматизованих систем управління машинно-тракторним парком у господарстві. Але слід враховувати і сучасний стан господарств, а насамперед гостра нехватка коштів для капіталовкладень в дорогу техніку вже сьогодні доцільна альтернатива техніко-технологічній стратегії формування машиннотракторного парку на основі універсальних ресурсозберігаючих енергозасобів та вдосконалення комплексу машин, які дають можливість застосувати нульову технологію виконання технологічних процесів. Одним з перспективних потенціальних можливостей землі та мікрокліматичних умов, в тому числі і забезпечення вимог екології, є система точного землеробства, яка набуває широкого розвитку в країнах заходу, Канаді, США. Система точного землеробства передбачає розробки спеціальних програм для роботи машинних агрегатів. За допомогою чіп-карти ці програми заносяться в бортовий комп'ютер енергетичного засобу (трактора, комбайна, тощо). 15 Додатково складаються аплікаційні технологічні карти, які призначені для ефективного виконання технологічного процесу. Ефективність господарської діяльності суттєво залежить від рівня технології та технологічної дисципліни. Прогресивні технології (інтенсивна, індустріальна, ресурсозберігаюча, інноваційна) спрямовані на досягнення запрограмованих кінцевих результатів з ефективним використанням природних та інших не поновлювальних ресурсів. Дані технології передбачають:  розміщення культур за кращими попередниками;  наукове обґрунтування оптимальних доз живлення в усі періоди органогенезу;  посів тільки високоврожайними сортами з урахуванням зон землекористування;  інтегрована система догляду та захисту рослин;  впровадження комплексу машин для точного землеробства та нульового обробітку грунту багатоопераційними агрегатами;  якісне виконання технологічних операцій у встановлені агротехнічні строки;  дотримання високої технологічної дисципліни при виконанні агрегатами сільськогосподарських операцій. Кожен із перелічених варіантів технології має свої характерні засоби і способи досягнень. А тому, при виробництві тієї чи іншої культури при виборі варіанту технології необхідно мати на меті максимальне досягнення запрограмованих результатів з мінімальними затратами енергоресурсів, матеріалу, тощо. Вибір варіанту технології залежить від природно-кліматичних умов, структури посівних площ, наявного складу МТП. Їх вирішення вимагає взаємодії агрономічного, інженерного, економічного відділів сільськогосподарського виробництва.

Розробка зведених правил раціональної експлуатації техніки та їх реалізація передбачають формування системи машиновикористання. Така необхідність обумовлена, насамперед, утворенням господарств нового типу, що не мають власної інженерно-технічної служби, зростанням потреби в техніці внаслідок роздрібнення господарств, гострим дефіцитом енергетичних і технологічних ресурсів. Неодмінна умова вирішення існуючих проблем - це забезпечення високого рівня впровадження технічного прогресу в аграрне виробництво. Для України ключовою є проблема підвищення ефективності використання енергоносіїв. До останнього часу технології сільськогосподарського виробництва оцінювали за економічними показниками (приведені витрати, рентабельність тощо) і затратами праці. Проте в сучасних умовах цього замало, оскільки ці показники мають істотні коливання і визначаються політикою ціноутворення. 20 Результати досліджень Інституту механізації та електрифікації сільського господарства Української академії аграрних наук (ІМЕСГ УААН) та зарубіжний досвід показують, що паливно-енергетичні ресурси можна зекономити за рахунок введення в практику землеробства менше енергоємних систем обробітку грунту, оптимі зації структури посівних площ, застосування добрив, пестицидів та меліорантів, підвищення культури землеробства й урожайності сільськогосподарських культур. Зараз в Україні в середньому для вирощування кукурудзи на зерно витрачається 196 кг/га, а цукрових буряків - 209 кг/га пального. Для ячменю цей показник на рівні 71 кг/га, гороху - 81 кг/га, люцерни на сіно - 101 кг/га, люцерни на зелений корм - 63,4 кг/га, а на випас - всього 4,7 кг/га. У різних господарствах показники енергетичної ефективності неоднакові, оскільки господарства відрізняються як за величиною затрат, так і за врожайністю, тому викладений в підручнику матеріал надасть допомогу в засвоєнні методів розрахунку і шляхів економії паливно-енергетичних ресурсів та їх ефективного використання. Основне завдання технічного забезпечення працездатності машин полягає в тому, щоб з найменшими затратами забезпечити нормальне функціонування МТП. Для вирішення цього завдання на належному рівні слід, по-перше, визначити закономірні зміни технічного стану машин, а подруге, вміти обґрунтовувати експлуатаційні режими роботи машин, за яких зміна технічного стану сповільнюється. Тому при підготовці кваліфікованих спеціалістів з машиновикористання важливе місце займає формування системи знань з розкриття сукупності тих закономірностей в їх взаємозв'язку і взаємозумовленості, які пояснюють основні явища і процеси, що відбуваються в машині. Комплексна механізація і система машин Комплексна механізація сільськогосподарського виробництва передбачає машинне виконання основних і допоміжних операцій, виробничих процесів в певній послідовності і взаємозв'язку. 21 Вищим етапом комплексної механізації всього технологічного процесу є впровадження автоматизації всіх виробничих процесів згідно прийнятої технології виробництва сільськогосподарських культур. Розрахунками встановлено, що для забезпечення комплексної механізації сільськогосподарського виробництва на 100 га ріллі потрібно 300…350 кВт. Матеріальною основою комплексної механізації сільськогосподарського виробництва є система машин. Система машин - це сукупність різноманітних машин і механізмів, які узгоджені за технологічним процесом, техніко- економічними параметрами (за рядністю, продуктивністю), за допомогою яких забезпечується механізація всіх виробничих процесів технологічного циклу. Сільськогосподарське виробництво України характеризується різноманітністю зональних умов (природно-кліматичних умов) та специфікою виробництва. Система машин поділяється на:  загальносоюзна система машин, яка охоплює всі зональні умови країни;  галузева система машин (для рільництва, тваринництва, садівництва, овочівництва, меліоративних робіт);  система машин для виробництва окремих культур (цукрових буряків, картоплі, кукурудзи, соняшника тощо). Сучасна розробка системи машин передбачає:  завершення комплексної механізації всіх галузей сільськогосподарського виробництва (рослинництва, тваринництва, садівництва, виноградарства, овочівництва);  розробка і впровадження прогресивних технологій виробництва сільськогосподарської продукції;  впровадження у виробництво досягнень науки і техніки та вдосконалення комплексу машин для сільського господарства; 22  підвищення енергонасиченості тракторів, комбайнів, самохідних машин, автомобілів, навантажувачів;  розробка багатоопераційних (комбінованих) машин і агрегатів;  впровадження в технологію сільськогосподарського виробництва інноваційних технологій (Міni-Notill, систему точного землеробства);  розробка вдосконалених робочих органів сільськогосподарських машин з метою поліпшення якості виконання операцій;  підвищення надійності, довговічності та працездатності засобів механізації сільського господарства;  впровадження і оснащення агрегатів засобами автоматизації і комп'ютеризації;  розробка оптимальної структури комплексу машин (системи машин) з урахуванням зональних умов їх використання. 

ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ТРАКТОРІВ Експлуатаційні властивості енергетичних засобів впливають на ефективність їх застосування і якість виконання технологічного циклу виробництва. Знання експлуатаційних властивостей енергетичних засобів, закономірностей їх зміни дає змогу раціонально використовувати потенційні можливості енергетичних засобів. Основними експлуатаційними властивостями енергетичних засобів є енергетичні; техніко-економічні; маневрові; швидкісні; ергономічні; екологічні. До енергетичних показників відносяться:  ефективна потужність двигуна, Ne , кВт;  потужність, яка витрачається на тягу робочих машин і приведення в дію робочих органів, кВт;  експлуатаційний режим роботи двигуна, об/хв;  тягове зусилля трактора, кН; 34  експлуатаційна вага енергетичного засобу, кН;  тип ходового апарату;  величина буксування ходового апарату;  надійність, довговічність, роботопридатність, ремонтопридатність;  ступінь уніфікації збірних одиниць. До техніко-економічних показників відносяться:  годинна витрата палива на одиницю роботи при роботі на холостому ходу, зупинках та виконанні операції, Gг , кг/год;  питома витрата палива, qe - г/е.кВт.год;  коефіцієнт корисної дії енергетичного засобу. До маневрових показників відносять:  маневрованість і стійкість руху;  зручність керування;  зміна колії енергетичного засобу;  радіус повороту енергетичного засобу Експлуатаційні властивості с.г. машин. Ці властивості характеризуються агротехнічними, технічними і економічними показниками. Основними технічними показниками є:  тяговий опір;  потужність, що витрачається на приведення в дію робочих органів;  коефіцієнт корисної дії;  радіус повороту і довжина виїзду;  коефіцієнт технічної і експлуатаційної надійності. Значення експлуатаційних властивостей тракторів і сільськогосподарських машин полегшує їх підбір і комплектування агрегатів з урахуванням усіх вимог до машинн-тракторних агрегатів. Завантажувальні режими двигунів. Основними показниками експлуатаційних властивостей тракторних двигунів є: 35  ефективна потужність, що утворюється на колінвалу, Ne , кВт;  частота обертання колінчастого вала двигуна, n, об/хв;  годинна витрата палива, Gг , кг/год;  питома витрата палива, qе , г/кВт год;  крутний момент двигуна, Мк, кН м. Враховуючи особливості експлуатації машинно-тракторного парку, для дизеля можна виділити три основних навантажувальних режими:  при робочому ході агрегату під час виконання конкретної технологічної операції;  при холостому ході агрегату (холості заїзди при поворотах на кінцях загінок, переїзд з однієї загінки на іншу);  робота вхолосту під час короткочасної зупинки. Двигун трактора може мати інші навантажувальні режими:  при рушанні агрегата з місця (розгін);  при холостому русі трактора (без сільськогосподарських машин);  у випадку подолання короткочасних перевантажень під час робочого ходу. В експлуатаційних умовах двигун працює на різних режимах; при цьому в широких межах можуть змінюватись його навантаження і частота обертання колінчастого вала. Найбільш ефективний і економічний режим роботи двигуна такий, коли його завантаження наближається до номінального. 

Група 31-32. число 09.02.26. Тема. Пересувні засоби ТО

  Пересувні засоби ТО

До пересувних засобів заправки належать механізовані заправні агрегати МЗ-3904 на шасі автомобілів ГАЗ-53–01, а також МЗ-3905Г на шасі тракторних причепів 2ПТС-4 і 2ПТС-4МЗ-793. Вони призначені для транспортування дизельного палива, бензину, моторних масел і води, а також для механізованої заправки тракторів і комбайнів у польових умовах при температурі навколишнього середовища не нижче 10 °С.

Максимальна швидкість руху агрегатів по ґрунтових шляхах обмежена: для МЗ-3904 до 40 км/год, МЗ-3905Т до 30 км/год. Агрегати найкраще використовувати для обслуговування 15…20 тракторів при транспортуванні нафтопродуктів на відстань 20 км або для 20…25 тракторів на відстань до 10 км (МЗ-3904).

Заправні агрегати обладнані компресором, що працює: в режимі вакуум-насоса, фільтром тонкої очистки ФДГ-ЗОШ, лічильником рідини ШЖУ25–6 і роздавальним краном 03–1551. За допомогою заправних агрегатів можна перекачувати дизельне паливо з однієї місткості в іншу, минаючи, баки агрегату, а також змащувати сільськогосподарські машини пневматичним солідолонагнітачем 03–1153.

Обладнання агрегатів захищене від прямого потрапляння атмосферних опадів. Доступ до них і пульта керування здійснюють через дверці в облицюванні. У задній частині агрегату є відсік для зберігання і перевезення заправного інвентаря.

У верхній частині кожного бака розміщено заливну горловину з сітчастими фільтрами та кришками, вимикачі вакууму поплавкового типу і датчик-покажчик рівня нафтопродуктів. Баки мають пробки для зливання відстою.

Насос для дизельного палива включають з кабіни поворотом важеля. На панелі щита керування встановлені диференціальний манометр для контролю тиску дизельного палива перед фільтром та після нього; мановакуумметр, яким контролюють тиск або розрідження в баках; кран переключання подачі стиснутого повітря або розрідження в пневматичну систему агрегату; манометр для контролю тиску повітря у ресивері; покажчик рівня з перемикачем (один на всі місткості); кран-розподільник стиснутого повітря або розрідження по місткостях агрегату, повітряний редуктор і запобіжний клапан.

Заповнюють цистерну дизельним паливом за допомогою самовсмоктувального відцентрового насоса СЦЛ-00, а місткості для бензину, дизельного і трансмісійного масел та води – компресора, що працює в режимі вакуум-насоса. – Насос і компресор приводяться в дію від двигуна автомобіля через коробку передач, ВВП і карданну передачу.

Подача насосів агрегатів при видачі дизельного палива, бензину і води становить 0,66, а масла 0,066 л/с. Технічні характеристики механізованих заправних агрегатів наведені у таблиці 1.

Пересувні майстерні МПР-3901, ЛуАЗ-3703 та «Алтай» (МТП-817М) призначені для усунення технічних несправностей тракторів, комбайнів та інших сільськогосподарских машин у польових умовах.

Обладнання майстерень дозволяє виконувати розбирально-складальні, регулювальні, слюсарні, вантажопідйомні, зварювальні, столярні роботи, також контрольно-вимірювальні операції (перевірка технічного стану двигуна, шасі та інших агрегатів, тракторів і комбайнів).

Ремонтна майстерня розміщена у закритому кузові, встановленому на шасі автомобіля ГАЗ-52–01, і має причеп з електрозварювальним агрегатом.

Майстерні різняться за конструкцією кузова, розміщенням та влаштуванням робочих місць, типом автомобільного шасі. Однак усі вони обладнані аналогічним комплектом пристроїв, інструменту, приладів, інвентаря та матеріалів. Агрегат технічного обслуговування АТО-4822 призначений для виконання в польових умовах ТО-1 і ТО-2 тракторів, самохідних шасі та сільськогосподарських машин. Змонтований на шасі автомобіля ГАЗ-53–01.

На рамі агрегату розміщені місткості для дизельного палива, води, моторного масла, промивної рідини, солідолу, бензину, відпрацьованого дизельного масла і використаної промивної рідини; насос для зовнішнього миття машин і компресор.

Останній приводиться в дію від двигуна автомобіля через коробку передач, коробку відбору потужності, карданну і клинопасову передачі.

Крім того, агрегат обладнаний пневматичним солідолонагнітачем, фільтром тонкої очистки дизельного палива, рідинним підігрівником води, відкидною ванною для миття деталей, відкидним столом з слюсарними лещатами, роздавальними рукавами на самонамотувальних барабанах, роздавальними пристроями, всмоктувальними рукавами для води і нафтопродуктів, набором приладів, інструменту, пристроїв та інвентаря, протипожежним обладнанням і заземлювальним пристроєм.

Ремонтно-діагностична майстерня МПР-9924-ГОСНИТИ призначена для виявлення і усунення несправностей машин у міжконтрольний період, а також для визначення технічного стану тракторів і зернозбиральних комбайнів під час періодичних технічних обслуговувань.

Технічний стан машин за допомогою ремонтно-діагностичної майстерні перевіряють на пункті технічного обслуговування чи на центральній садибі господарства згідно з технологією.

Поєднання в одній майстерні діагностичних та ремонтних засобів забезпечує повніше її використання протягом року. Вона змонтована на шасі автомобіля ГАЗ-52–01 і має суцільнометалевий закритий кузов каркасного типу.

Таблиця 2. Технічні характеристики пересувних майстерень

З кожного боку кузова передбачено по три вікна. Справа на задній зовнішній стінці кузова, закріплено стрілу підйомного пристрою. Майстерня укомплектована автомобільним причепом із зварювальним агрегатом. Крім того, вона обладнана генератором, лебідкою підйомного пристрою, стелажем з контейнерами для засобів діагностування, верстаком з ящиками, в яких розміщені набори слюсарного та різального інструменту, а також демонтажно-монтажні пристрої. На верстатах закріплені свердлильний і точильний верстаки, лещата, прилад для випробування та регулювання форсунок.

Пересувна діагностична установка КИ-13905 ГОСНИТИ лінійної діагностичної служби призначена для виявлення і усунення несправностей машин у міжконтрольний період, а також для діагностування тракторів – під час ТО-3 і після міжремонтного виробітку, діагностування комбайнів після завершення збиральних робіт, перевірки стану машин при технічних оглядах. Вона складається з пересувної установки КИ-13905–10 (модернізована установка КИ-4270А), укомплектованої набором універсальних діагностичних засобів і стаціонарної колонки КИ-13905–20 для спеціальних приладів, які рідко використовуються. Одна колонка спеціальних приладів розрахована на 4–5 пересувних установок. Вона зберігається на складі райсільгосптехніки. Майстри-діагности, які працюють на пересувних установках, беруть при потребі прилади з колонки і після закінчення роботи повертають їх на місце.

Зручне розміщення і просте кріплення приладів у пересувній установці забезпечує швидке обслуговування і скорочення до мінімуму затрат праці на підготовчо-заключні роботи при діагностуванні.

Група 12 число 18.11.25 Група 11 число 17.11.25. Тема. Шоррсткість поверхонь

 

Шорсткість поверхні - сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками на базовій довжині. Вимірюється в мікрометрах (мкм). Шорсткість відноситься до мікрогеометрії твердого тіла і визначає його найважливіші експлуатаційні якості. Перш за все зносостійкість від стирання, міцність, щільність ( герметичність) з'єднань, хімічна стійкість, зовнішній вигляд. В залежності від умов роботи поверхні призначається параметр шорсткості при проектуванні деталей машин, також існує зв'язок між граничним відхиленням розміру і шорсткістю. Вихідна шорсткість є наслідком технологічної обробки поверхні матеріалу, наприклад, абразивами. В результаті тертя і зношування параметри вихідної шорсткості, як правило, змінюються.

 Параметри шорсткості

Вихідна шорсткість є наслідком технологічної обробки поверхні матеріалу, наприклад, абразивами. Для широкого класу поверхонь горизонтальний крок нерівностей знаходиться в межах від 1 до 1000 мкм, а висота - від 0,01 до 10 мкм. В результаті тертя і зношування параметри вихідної шорсткості, як правило, змінюються, і утворюється експлуатаційна шорсткість. Експлуатаційна шорсткість, відтворена при стаціонарних умовах тертя, називається рівноважної шорсткістю.

Нормальний профіль і параметри шорсткості поверхні.

На малюнку схематично показані параметри шорсткості, де: - Базова довжина; - Середня лінія профілю; - Середній крок нерівностей профілю; - Середній крок місцевих виступів профілю; - Відхилення п'яти найбільших максимумів профілю; - Відхилення п'яти найбільших мінімумів профілю; - відстань від найвищих точок п'яти найбільших максимумів до лінії паралельної середньої і не перетинає профіль; - Відстань від нижчих точок п'яти найбільших мінімумів до лінії паралельної середньої і не перетинає профіль; - Найбільша висота профілю; - Відхилення профілю від лінії ; - Рівень перетину профілю; - Довжина відрізків, що відсікаються на рівні .

Надійність і довговічність машин багато в чому залежать від точності обробки деталей, якості оброблених поверхонь і точності операцій збирання. Під точністю обробки розуміють точність виконання розмірів, форми й взаєморозташування поверхонь. Точність виконання розмірів визначає відхилення фактичних розмірів обробленої поверхні деталі від її номінальних (конструктивних) розмірів, які вказані на робочому кресленні відповідно до допустимих відхилень на розміри оброблюваних поверхонь.

Під точністю форми поверхонь розуміють ступінь їхньої відповідності геометрично правильним поверхням, з якими вони ототожнюються. Граничні відхилення форми оброблених поверхонь регламентуються державними стандартами, так само як і точність їхнього взаємного розташування. Граничні відхилення форми й розташування поверхонь на робочих кресленнях деталей позначають умовно відповідно до державних стандартів або обумовлюють їх текстом у технічних вимогах на виготовлення деталей.

Одним з показників якості обробленої поверхні є шорсткість.

Шорсткість характеризує середнє арифметичне відхилення профілю від середнього значення, висоту нерівностей і інші параметри. Шорсткість поверхонь умовно можна поділити на чотири групи. До першої групи відносять грубі поверхні, які отримані при обдирному (чорновому) точінні, струганні, фрезеруванні, свердлінні. До другої групи відносять поверхні, отримані напівчистовою обробкою різними технологічними методами. Третю групу становлять поверхні, оброблені абразивними інструментами, а також оздоблювальними методами (тонке точіння, розгортування, протягування), електрофізичними і електрохімічними методами, а також пластичним деформуванням. До четвертої групи відносять поверхні, тонко оброблені притиранням, хонінгуванням, суперфінішуванням, алмазним вигладжуванням і іншими технологічними методами обробки.

2. Класи шорсткості.

Згідно зі стандартом встановлено 14 класів шорсткості (чистоти поверхні):

Група	Характер поверхні	Клас чистоти	, мКм	, мКм
1	Груба	1 : 3	80...10	320...40
2	Напівчистова	4 : 6	10...1,25	40...6,3
3	Чистова	7 : 9	1,25...0,16	6,3...0,8
4	Чистова після завершувальної обробки	10 : 14	0,16...0,1	0,8...0,025

Чим вище вимоги, пропоновані до точності і якості поверхонь, тим більше часу витрачається на процес обробки заготовки й складніший технологічний процес виготовлення.

3.Позначення шорсткості.

Висота h повинна бути приблизно дорівнює застосовуваної на кресленні висоті цифр розмірних чисел. Висота H дорівнює (1,5...3)h. Товщина ліній знаків повинна бути приблизно дорівнює половині товщини суцільної основної лінії, застосовуваної на кресленні.

У позначенні шорсткості поверхні, спосіб обробки якої конструктором не встановлюється, застосовують знак .

У позначенні шорсткості поверхні, що повинна бути утворена тільки видаленням шаруючи матеріалу, застосовують знак.

У позначенні шорсткості поверхні, що повинна бути утворена без видалення шаруючи матеріалу, застосовують знак.

Поверхні деталі, виготовленої з матеріалу визначеного профілю і розміру, не підлягаючих по даному кресленню додатковій обробці, повинні бути відзначені знаком без указівки параметрів шорсткості.

Стан поверхні, позначеної знайомий , повинне відповідати вимогам, установленим відповідним стандартом або технічними умовами, чи іншим документом, причому на цей документ повинна бути приведені посилання, наприклад, у виді вказівки сортаменту матеріалу в графі 3 основні написи креслення за ГОСТ 2.104 - 68.

Значення параметра шорсткості за ГОСТ 2789 - 73 вказують у позначенні шорсткості:

для параметра Ra - без символу, наприклад

для параметра Rz із символом .

Примітка:

параметр Ra переважний;

Ra - середнє арифметичне відхилення профілю;

Rz - висота нерівностей профілю по десятьох крапках.

+Позначення шорсткості поверхонь на зображенні виробу розташовують на лініях контуру, виносних лініях (по можливості ближче до розмірної лінії) або на полках ліній-винесень.