Підвищення енергоефективності металообробки за рахунок використання плазмової різки металу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЗакладний, Олег Олександрович
dc.contributor.authorНазарець, Микола Вікторович
dc.date.accessioned2022-03-30T09:29:14Z
dc.date.available2022-03-30T09:29:14Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenActuality of theme. The urgency of the topic of improving the energy efficiency of metalworking through the use of plasma cutting of metal Inefficient consumption of fuel and energy resources (FER) necessitates additional imports of more than 50% of total energy consumption, which makes the work of basic sectors of the economy directly dependent on importers. Therefore, there is an urgent need for the transition of industry to more modern and efficient equipment for metalworking. The program determines that the best way to solve the problem of improving the energy efficiency of the machine-building industry is its investment and innovation development. This choice ensures the comprehensive development of the industry through the implementation of measures aimed at technical renewal of production, use of scientific and technical potential of the country and the formation of high-tech production. As the industrial sector is of key importance for the economy of Ukraine, the indicators of its functioning are the main factor in the social and economic development of the country. In particular, mechanical engineering is one of the basic sectors of Ukraine's economy and a strategically important sector that affects the development of technological potential and competitiveness of Ukraine's economy as a whole. The level of development of mechanical engineering is one of the main factors that allows to ensure the sustainable development of the Ukrainian economy, the level of development of the country depends on its level and dynamics of development. Therefore, the study of the current state of the machine-building industry, the efficiency of machine-building enterprises, identifying current issues will identify tools for recovery and further sustainable development of machine-building enterprises as one of the key sectors of the national economy. The process of metal cutting has a particularly important role in machine-building enterprises. The main method of thermal separation cutting of rolled metal sheets with a thickness of 3 to 32 mm in the manufacture of workpieces is air-plasma cutting, which in terms of productivity and quality of cut surfaces significantly exceeds gas-oxygen. The use of technological processes of plasma cutting causes high cutting speeds and high quality of the cutting surface of non-ferrous metals, carbon and alloy steels (Table 1.1). Thus, with the help of laser cutting it is possible to cut sheets up to 8-10 mm thick. Compared to laser cutting, the advantage of plasma cutting is the ability to process a much wider range of metal thicknesses (up to 200 mm) with good quality cut. At small and medium metal thicknesses, oxygen cutting is also significantly inferior to plasma cutting The purpose of the master's dissertation is to increase the energy efficiency of metalworking through the introduction of plasma cutting technology in the engineering industry. Which allows you to significantly increase the productivity process. To achieve the goal of the study, the following tasks were solved: - Monitoring the state of the engineering industry; - Analysis of existing methods and approaches to metalworking; - monitoring the efficiency of energy use in the industry And other. The object of research is the technology of metal cutting in the engineering industry The subject of research is the process of plasma cutting of metal using modern installations with numerical program control (CNC / CNC) Research methods. The basis of the research was the general methods of calculating the productivity and energy efficiency of a plasma cutter that depends on the power of the plasma source Also calculations of cutting speed and influence of power of plasma source on it as speed is the main characteristic of plasma cutting the analysis of dependences on calculation is carried out and the comparative table with analogues of technology of plasma cutting of metal is made. Elements of scientific novelty of the obtained results. The design of a plasma metal cutting machine with numerical program control is proposed, which has a much higher energy efficiency due to a significant increase in cutting speed and enormous ease of use, which also provides direct economic benefits by reducing staff to one operator. The practical significance of the results obtained. In the master's dissertation scientific and practical results are obtained, which are valuable for the machine-building industry, namely the dependence of increasing plasma cutting efficiency on energy characteristics of plasmatron: power, plasma jet or arc temperature, thermal efficiency, effective heating efficiency and service life. This significantly increases the need for lightly modernizing machines, the design of which is proposed in this paper. As a startup project. The design of a plasma metal cutting machine with numerical program control is proposed, which has a much higher energy efficiency due to a significant increase in cutting speed and enormous ease of use, which provides economic benefits.uk
dc.description.abstractukАктуальність теми. Актуальність теми підвищення енергоефективності металообробки за рахунок використання плазмової різки металу Неефективне споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) викликає необхідність додатково імпортувати понад 50 % загального споживання енергоносіїв, що ставить у безпосередню залежність роботу базових галузей економіки від імпортерів. Тому є гостра необхідність переходу промисловості на більш сучасне та ефективне устаткування для металообробки. Програмою визначено, що оптимальним шляхом рішення проблеми підвищення енергоефективності машинобудівної промисловості є його інвестиційно-інноваційний розвиток. Завдяки такому вибору забезпечується комплексний розвиток галузі за рахунок реалізації заходів, направлених на технічне оновлення виробництва, використовування науково-технічного потенціалу країни і формування високотехнологічного виробництва. Оскільки промислова галузь має ключове значення для економіки України, показники її функціонування виступають головним чинником соціального та економічного розвитку країни. Зокрема машинобудування є однією з базових галузей економіки України та стратегічно важливою галуззю, яка впливає на розвиток технологічного потенціалу і конкурентоспроможності економіки України в цілому. Рівень розвитку машинобудування є одним із основних факторів, що дозволяє забезпечити сталий розвиток української економіки, від його рівня та динаміки розвитку залежить розвиток країни. Тому дослідження сучасного стану машинобудівної галузі, ефективності діяльності підприємств машинобудування, виявлення актуальних проблем дозволить визначити інструменти для відновлення та подальшого сталого розвитку підприємств машинобудування, як однієї з ключових галузей національної економіки. Особливо важливу роль у машинобудівних підприємствах має процес розкрою металу. Основним способом термічного розділового різання листового металопрокату товщиною від 3 до 32 мм при виготовленні заготовок виробів є повітряно-плазмове різання, яке за продуктивністю та якістю вирізаних поверхонь істотно перевершує газокисневе. Застосування технологічних процесів плазмового різання обумовлює високі швидкості різання і високу якість поверхні різу кольорових металів, вуглецевих і легованих сталей (табл. 1.1). Так, за допомогою лазерного різання можливе різання листів товщиною до 8-10 мм. У порівнянні з лазерним різанням перевагою плазмового різання це можливість обробки значно ширшого по товщині діапазону товщин металу (до 200 мм) при хорошій якості різу. При малих і середніх товщинах металу газокисневе різання також значно поступається плазмовому. Метою магістерської дисертації є підвищення енергетичної ефективності металообробки за рахунок впровадження технології плазмової різки металу у машинобудівній галузі, яка дає змогу значно підвищити продуктивність процесу. Для досягнення поставленої мети дослідження були вирішені наступні завдання: - Аналізування існуючих методів та підходів до металообробки; - Аналізування енергоспоживання та стану ефективності машинобудівної галузі; - Складання електричного балансу технологічного процесу різання. Об’єктом дослідження є технологія різання металу в машинобудівній галузі. Предметом дослідження є енергетичні характеристики процесу плазмового різання металу за допомогою сучасних установок з числовим програмним управлінням (ЧПУ/ЧПК). Методи дослідження. Основу виконаних досліджень були наведені загальні методи розрахунків продуктивності та енергоефективності плазмового різака який має залежність від потужності джерела плазми. Також розрахунки швидкості різу та вплив потужності джерела плазми на неї, так як швидкість є основною характеристикою плазмового різання проведено аналіз залежностей по розрахунку й складнено порівняльну таблицю з аналогами технології плазмової різки металу. Використані методи математичного моделювання, складання енергетичних балансів, розрахунки електричних навантажень. Елементи наукової новизни одержаних результатів. Досліджено та вдосконалено технологічний процес плазмової різки металу, який має суттєво вищу енергетичну ефективність та продуктивність порівняно з механічними методами різання, що досягається за рахунок збільшення швидкості різання. Практичне значення одержаних результатів. У магістерській дисертації отримано наукові та практичні результати, що мають цінність для машинобудівної промисловості, а саме залежність підвищення ефективності плазмового різання від енергетичних характеристик плазмотрону: потужності, температури плазмового струменя або дуги, теплового ККД, ефективного ККД нагріву речовини та ресурсу роботи. Завдяки цьому значно підвищується потреба у легкомодернізуючих станках конструкція якого і є запропонованою у даній роботі. В якості стартап-проекту. Запропонована конструкція верстату плазмової різки металу з числовим програмним управлінням, що має значно вищу енергетичну ефективність за рахунок значного збільшення швидкості різу та колосальну простоту у використанні, що дає економічну вигоду.uk
dc.format.page112 с.uk
dc.identifier.citationНазарець, М. В. Підвищення енергоефективності металообробки за рахунок використання плазмової різки металу : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Назарець Микола Вікторович. – Київ, 2021. – 112 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46787
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectенергозбереженняuk
dc.subjectенергоефективністьuk
dc.subjectпродуктивністьuk
dc.subjectплазмаuk
dc.subjectплазмотронuk
dc.subjectдугаuk
dc.subjectсоплоuk
dc.subjectанодuk
dc.subjectкатодuk
dc.subjectрізанняuk
dc.subjectметалообробкаuk
dc.subjectмашинобудуванняuk
dc.subjectшвидкість різанняuk
dc.subjectелектроприймачіuk
dc.subjectджерело плазмиuk
dc.subjectenergy savinguk
dc.subjectenergy efficiencyuk
dc.subjectproductivityuk
dc.subjectplasmauk
dc.subjectplasmotronuk
dc.subjectarcuk
dc.subjectnozzleuk
dc.subjectcathodeuk
dc.subjectcuttinguk
dc.subjectmetalworkinguk
dc.subjectmechanical engineeringuk
dc.titleПідвищення енергоефективності металообробки за рахунок використання плазмової різки металуuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Nazarets_magistr.pdf
Розмір:
2.68 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕП)
Магістерські роботи