www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе |
Динамо-машины Применение индукционного нагрева
1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
S S и
Iliads
о ж nj
ООО LO Ю 1С со - -ф
о а.
amp;
gt; gt;
rf . 1М -
о о о
сз а S
а: =s it: 2
о со
it: о о с
оо о
5 О 5 00
а. gt; gt; н I
5 amp;
0 О
О Ы с 3
Ч и га i gt;t X с га jr
о ю 1
а. я
ю о
о о о ю
о о
lO ю 1
о reg;
gt; gt; а. с
га гага
со со о (~
X яХ 400 о с
со о
оо со
переработки или регенерации (использование отходов после очистки, отработанных эмульсолов, окалины и т. п.).
Коэффициент использования оборудования в целом в неменьшей степени зависит от уровня использования его номинальной мощности, а также от режима повторного включения нагрева. Сниженикэ удельного расхода электроэнергии способствует приведение коэффициента мощности нагрузки к величине, близкой к 1 так как это свидетельствует о режиме потребления оптимальной мощности при высоком к. п. д. Устройства.
Сокращение времени нагрева помогает добиваться снижения тепловых потерь, повышает производительность и во многих случаях положительно сказывается на получении более качественных показателей конечного продукта обработки. Например, увеличение скорости нагрева сателлита при закалке т. в. ч. с 2 до 1,5 с значительно улучшает микроструктуру закаленного слоя изделия. Способность к введению больших удельных мощностей в нагреваемое тело за короткое время - одно из существенных преимуществ индукционного нагрева перед другими видами (газ, электропечи и пр.).
Эксплуатационный удельный расход электроэнергии можно представить следующей зависимостью:
Рас = Wekk,ksk,k (1)
где Рэо - эксплуатационный расход электроэнергии на единицу массы обрабатываемого металла, кВт-ч/т; Wq - теоретически необходимые затраты электроэнергии, кВт-ч/т; G--масса одного изделия, обрабатываемого с нагревом, т; = (т -Ь txj/t - коэффициент, учитывающий режим повторного включения; т - фактическое время нагрева, ч; т - время, в течение которого включен источник питания устройства для индукционного нагрева на холостом ходу, ч; 2 = PmJPmTv - коэффициент загрузки нагревателя по мощности; Р о - номинальная мощность источника питания по сети, кВт; Р агр - мощность нагревателя, кВт; = (Ртехн + РвспУРкхп - коэффициснт технологич-ности устройства для индукционного нагрева; Рехн - установленная мощность нагревателя, расходуемая на технологический нагрев, кВт; Раеп - установленная мощность потребителей вспомогательного технологического оборудования (электродвигатели, насосы и т. п.), кВт; = (Рр + РпотУРс - коэффициент, учитывающий тепловые потери; P,, - средний расход электроэнергии на единицу продукции за единицу времени, кВт-ч; Р от- тепловые потери нагревателя за единицу времени, кВт-ч; = - ( ф + тпр)/Тф - коэффициент, учитывающий фонд рабочего времени оборудования с учетом простоя; Тф - годовой фонд рабочего времени оборудования, ч; т р - годовой фонд времени простоя оборудования на ППР, переналадки, ремонт и т. п., ч. Уравнение (1) можно представить в виде
Р.ш = WaGk.kkskik, (2)
где - эксплуатационный расход электроэнергии на 1 шт. обрабатываемой продукции в год, кВт-ч/шт.
Пример. Имеем два преобразователя типа ВГВФ 1580-2500, включенных параллельно на четыре индукционных нагревателя к прессам усилием 4000 тс. Потребляемая мощность преобразователя 2000 кВт, / = 2400 Гц, мощность каждого нагревателя 750 кВт. Годовая программа штамповки 22 ООО т.
Температура нагрева заготовок 1250 deg; С; теоретический расход электроэнергии 380 кВт- ч/т; работа двухсменная; годовой фонд времени работы оборудования 3320 ч. В течение года один нагреватель капитально ремонтировался в течение 15 дней по 8 ч (что составило 120 ч); два нагревателя ремонтировались из-за пробоя индуктора (время ремонта 38 ч); один нагреватель стоял две смеиы по 7 ч (что составило 14 ч) из-за поломки пресса. Нагреватели выключались также на период обеда в течение 1 ч и между сменами 0,5 ч. Переналадки для смены оснастки на другой типоразмер штампуемой детали производятся через каждые 14 смен в течение 2 ч. В расчетном году 241 рабочий день.
тхх = 482 ч (время на обед) -f 120,5 ч (время на пересменки) -Ь 276 ч (смена оснастки)-f 52,5 ч (ремонты) = 931 ч; % = 3320 ч-4-931 ч = 13 280 ч - - 931 ч = 12 349 ч; fc = (12 349 + 931)/12 349= 1,07;
Рном= 2000 кВт-2 = 4000 кВт; Рнагр = 750 кВт-4 = 3000 кВт; fcj = = 4000/3000= 1,33;
lexH 750 кВт; Рвсп = 25 кВт (мощность привода пресса) -f 17 кВт (мощность обрезного пресса) + 7 кВт (мощность механизма транспортировки деталей) -Ь 11 кВт (мощность электродвигателя системы водоохлаждения) = 60 кВт; кз= (750-f 60)/750= 1,08;
Таблица 3. Расчет экономической эффективности
от внедрения двухручьевого индукционного нагревателя для нагрева под штамповку тракторных деталей на прессе КГШП-6300 тс
Показатели | До вне- | После | Показатели | До вне- | После |
дрения | Бнедре- | дрения | в недре- | ||
ij ния | ,ния | ||||
Годовой вы- | 4700 | 4700 | Стоимость ин- | 65 019 | 34 787 |
пуск штамповок, | дукционного на- | ||||
гревателя, руб. | |||||
Годовой объем | 5550 | 5550 | Процент амор- | 16,6 | 16.6 |
нагреваемого ме- | тизационных от- | ||||
талла, т | числений | ||||
Производитель- | 1.7-2,0 | 3,0-4,0 | Затраты на | 5,68 | 3,45 |
ность индукцион- | электроэнергию. | ||||
ного нагревате- | руб. | ||||
ля, т/ч | Затраты на | 12,48 | 10,20 | ||
Расход элек- | штампы, руб. | ||||
троэнергии на на- | Затраты на | 1,98 | 1,41 | ||
грев 1 т, кВт-ч/т Стоимость | угар металла | ||||
0,0077 | 0.0077 | в окалину, Руб. | |||
1 кВт-ч, руб. | Затраты на | 2.30 | 1,23 | ||
Затраты на | 12,48 | 10,2 | амортизацию на- | ||
штампы, руб./т | гревательного | ||||
Угар металла | оборудования | 22,44 | |||
в окалину, % | Суммарная се- | 16,29 | |||
Средняя стои- | 120.0 | 120,0 | бестоимость, | ||
мость 1 т метал- | руб./т | ||||
ла, руб. |
Примечание. Годовой эиономическнй эффеит 33,4 тыс. руб.; срок окупаемости капитальных затрат 1,04 года.
Рср= 540 кВт-ч/т; Рпот = 40 кВт-ч/т; (540-f 110)/540= 1,2; k, = (3320-1 -f 931)/13 280 = 1,06. Таким образом,
п = 380-1,07-1,33-1,08-1,2-1,06= 750 кВт-ч/т.
Исходя из расчетной величины потребления электроэнергии на единицу массы определяют удельные ее затраты. При нормативной стоимости 0,0077 руб./(кВт-ч) эти затраты составят: 750-0,0077-2.5 = 14,4 руб.
Эксплуатационные затраты по эле1?троэнергии так же, как и удельные эксплуатационные расходы в киловатт-часах на единицу продукции, полученные расчетным путем или замеренные фактически, мало могут сказать об экономической эффективности индукционного нагрева для данной технологии в целом. Поэтому только комплексное изучение всех статей, влияющих на себестоимость и эффективность технологического процесса, как в процессе освоения новой техники, так и во время эксплуатации, может дать полное представление о преимуществах того или иного вида нагрева.
До настоящего времени технико-экономические показатели в электротермическом производстве оцениваются условно, и пока нет единой установленной методики определения экономической
Таблица 4. Расчет экономической эффективности
от внедрении закалки т. в. ч. муфт и шестерен трактора К-700
Показатели
До внедрения | После внедрения |
45 250 | 54 250 |
0,083 | 0,0166 |
105 для ЛАЦ; 100 для ВВС 0,0077 9157 для ЛАЦ; 1700 для ВВС 18 3 2 0-50,6 | 0,0077 17 000 8.4 2 1 0-50.6 |
4550 0,131 0,09 | 3993 0,0154 0,009 |
0,036 | 0,026 |
0,256 | 0,050 |
Годовая программа (на 1972 г.-второй год внедрения), т -
Средняя -производительность установок, шт./ч
Норма времени на термообработку одной Дбт amp;ли, нормо-ч
Установленная мощность оборудования,
Стоимость 1 кВтЧ, руб.
Капитальные затраты (стоимость единицы оборудования), руб.
Процент амортизационных отчислений
Количество рабочих смен
Количество рабочих в смену
Тарифная часовая ставка с доплатой премии, коп.
Годовой фонд времени, ч
Затраты на электроэнергию, руб.
Затраты иа зарплату с доплатой и отчислениями, руб.
руб на амортизацию оборудования, Суммарная себестоимость, руб./т
Примечание. Годовой экономический эффект 10 тыс. руб.
Таблица 5. Средняя стоимость 1 т нагребаемого металла при изготовлении трактора К-701
Вид нагрева | Трудо- | Рас- | |
Тип оборудования | емкость, | ценка, | |
иормо-ч | руб. | ||
Нагрев под резку: | |||
газом | Газопламенная камерная | 0,42 | 5,93 |
печь | |||
т. в. ч. | Нагреватель промышлен- | 0,72 | 3,10 |
ной частоты | |||
Нагрев под ковку: | |||
газом | Газопламенная камерная | 5,23 | 2,70 |
печь | |||
т. в. ч. | Индукционный проходной | 3,87 | 2,45 |
Нагрев под штам- | нагреватель | ||
повку: | |||
газом | Газопламенная камерная | 4,30 | 2,30 |
печь | |||
т. в. ч. | Индукционный нагреватель | 2,00 | |
Нагрев под термооб- | методического действия | ||
работку; | (2,20 | ||
газом | Проходные нормализацион- | 18,00 | |
но-закалочные агрегаты | |||
т. в. ч. | Индукционный нагреватель | 10,00 | 4,12 |
проходной | |||
Нагрев под термооб- | |||
работку в защитной | |||
среде: | Безмуфельные агрегаты и | ||
газом н электро- | 27,00 | 108,00 | |
энергией | электропечи | ||
т. в. ч. | Поточные позиционные ли- | 8,30 | 23,00 |
Нагрев под термооб- | |||
работку с повышенной | |||
твердостью: | |||
радиационный | Электропечи с защитной сре- | 21,00 | 64,00 |
т. в. ч. | Специализированный станок | 4,00 | 12,00 |
Нагрев под высадку | |||
деталей: | |||
радиационный | Электропечи садочного типа | 5,00 | 7,00 |
т. в. ч. | Проходной индукционный | 1,45 | 18,50 |
нагреватель | |||
Нагрев под штам- | Одноручьевой индукцион- | 0,70 | 5,68 |
ный нагреватель | |||
повку т. в. ч. | Двухручьевой индукцион- | 0,25 | 3,45 |
ный нагреватель | |||
Нагрев под закалку | Спецстанок индивидуально- | 15,60 | 8,80 |
го пользования и электропечь | и 21,00 | и 64,00 | |
шестерен по впадине | садочного типа | ||
с отпуском т. в. ч. | Спецстанок группового | 13,40 | 9,90 |
пользования и проходная | и 4,00 | и 12,00 | |
электропечь |
эффективности использования индукционного нагрева в народном хозяйстве. Однако отраслевые нормативные показатели не могут быть приняты за основу ввиду их полной разобщенности и нестабильности по отношению к другим производствам. Выбор оптимального технологического варианта термической обработки, как и любого иного вида обработки с применением нагрева деталей, не может быть однобоким и основываться только на объеме производства и стоимости технологического оборудования.
Методика [22] устанавливает единыр принципы определения экономической эффективности новой техники с целью обоснования ее наилучших вариантов. Обоснование преимуществ индукционного нагрева перед другими видами - это прежде всего подтверждение повышенных технико-экономических показателей производства, социальных или других преимуществ, полученных на разных стадиях внедрения: на уровне научных исследований, при разработке новых технологических процессов, в период эксплуатации при совершенствовании оборудования и способов организации и управления этими процессами и оборудованием. Получение экономического эффекта, рассчитанного за определенный период и на заданную программу, - главный критерий целесообразности использования в будущем предложенного или эксплуатируемого в настоящее время технологического процесса. Расчеты экономической эффективности некоторых технологических процессов изготовления тракторных деталей с использованием нагрева т. в. ч., выполненные по методике, принятой в ПО laquo;Кировский завод raquo;, дают представление о составе основных производственных затрат и характере их изменения в процессе внедрения мероприятия (табл. 3, 4).
Таблица 6. Средний расход топлива иа 1 т нагреваемого металла при изготовлении трактора К-701
- lt; Вид нагрева | Тип детали | Расход электроэнергии (кВт-ч/т), газа (н/т) |
Нагрев под резку: газом т. в. ч. . -Нагрев под ковку: газом т. в. ч. Нагрев под штамповку: газом т. в. ч. Нагрев под термообработку: газом и электроэнергией т. в. ч. | Прутки длиной 2-7 м Поковки 7-25 кг Заготовки 2-12 кг Диски трения, тарельчатые пружины и т. п. | 163 170 304 630 320 800-400 320 -f 600 560 |
т. в. ч. | Шестерни | 500-980 |
1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 |