автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Научное обоснование эффективного энергопотребления технологических систем

На правах рукописи

7

■[■//с-

САЛЬНИКОВ Владимир Сергеевич

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность 05.03.01 - "Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тула - 2003

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные станочные системы» в Тульском государственном университете

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Шадский Геннадий Викторович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кудинов Александр Владимирович доктор технических наук, профессор Барзов Александр Александрович доктор технических наук, профессор Васин Леонид Александрович

Ведущее предприятие: ОАО "Тульский оружейный завод", г. Тула.

Защита диссертации состоится г. в 9-00 часов на

заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92, ауд. 9-101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан " /ымллу-н^- 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ¡¿1£\ /) А.Б. Орлов

V ' СсО

с;

V

Zoe?

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное производство характеризуется применением сложных и уникальных технологических процессов, в которых задействованы огромные потоки материалов и энергии. Постоянно возрастающие требования к качеству и стабильности этих процессов заставляют уделять большое внимание энергопотреблению технологических систем (ТС). Техническая компонента этих систем имеет сложную иерархическую структуру, включающую в себя уровни: воздействий, процессов, машин (исполнительных органов), систем машин (технологического оборудования), комплексов систем машин (производственных подразделений). Каждый уровень вносит свой вклад в непроизводительные потери энергии. Ошибочная стратегия в управлении энергопотреблением приводит к большим материальным и энергетическим потерям, и может явиться причиной ухудшения качества выпускаемой продукции.

В отечественной промышленности за последние 10 лет доля стоимости энергоносителей в себестоимости продукции по отдельным отраслям возросла с 5 - 7% до 20 - 25 %. В значительной степени это объясняется уменьшением или колебаниями загрузки производства, которую можно характеризовать общим количеством выполняемых в ТС деталей-операций. В тоже время это показывает на не эффективное использование энергии, то есть энергопотребление и отсутствие возможности его изменения в нужном направлении. Анализ технологических основ режима энергопотребления ТС приобретает на современном этапе большое значение. Он позволяет принять эффективные и своевременные решения в коррекции структуры и организационно-технологических характеристик ТС, обеспечивающих снижение энергоемкости технологического процесса. Препятствием на этом пути является отсутствие в теоретическом плане единого подхода к различным подсистемам, определяющим режим энергопотребления ТС; в практическом плане - возможностей структурно-параметрических изменений ТС, соответствующих изменению условий функционирования, что не позволяет вскрыть техническую сущность той или иной проблемы и наметить пути её решения.

Таким образом, актуальной является проблема нерационального потребления энергии технологическими комплексами предприятий машиностроения. Она усугубляется отсутствием технологических основ нормирования затрат энергии и нарушением соответствия энергопотребления технологически необходимым нормам на всех уровнях ТС при изменении условий функционирования. Решение этой проблемы требует технологического обоснования эффективного энергопотребления ТС на основе ее модели, как единой системы с входными и выходными потоками, выраженными в энергетических категориях, создающей средства для контроля соответствия затрат энергии применяемой технологии, то есть технологического мониторинга режима энергопотребления. Проблема "удич-пшт рачр3'?"'™" новых принципов построения и адаптации стр^гтщ») [^Дцда>Н»Я^АЯшимся

библиотека С. Петербург

09 VXȧ

внешним и внутренним факторам, алгоритмов регулирования энергопотребления и технических средств для их реализации на различных иерархических уровнях. Ее решение позволит реализовать режим эффективного использования энергоносителей в различных условиях функционирования 'ГС, обеспечивая требуемый объем выпуска продукции при ограниченном расходовании энергии.

Диссертационная работа выполнялась в рамках: российской программы грантов по фундаментальным исследованиям в области машиностроения: грант №4650 «Технические средства обеспечения оптимальных энергопотоков в электротехнологических процессах нанесения гальванопокрытий» (конкурс грантов 2000 г., раздел 7 «Электрохимическая и электрофизическая обработка»); программы грантов губернатора Тульской области в сфере науки и техники по договорам: № ГШ72/Д0267 «Повышение качества функционирования технологического оборудования в условиях частой смены номенклатуры обрабатываемых деталей»; № гш-72-д0053 «Снижение энергоёмкости и повышение качества термической обработки путём оптимального управления режимами и выбором эксплуатационных параметров агрегатов»; № ГШ72/Д0176-Ц «Комплексная система технико-технологических средств снижения энергоёмкости производства и повышения качества продукции в условиях промышленных предприятий»; хоздоговорных НИР по темам: № 96-40 "Внедрение энергосберегающих мероприятий и устройств для мощных энергетических промышленных установок", 1996 г.; № 97-40 "Внедрение электротехнологических установок для гальванопроцессов", 1997 г.; № 99-45 "Внедрение технических средств энергосбережения в энергоемких производствах", 1999 г. (ОАО «Тяжпромарматура», Тульская обл.);

Цель работы заключается в повышении эффективности энергопотребления технологических систем на различных иерархических уровнях за счет адаптации их к внешним возмущениям при оптимальном управлении, учете и научно обоснованном нормировании затрат энергии.

В соответствии с поставленной целью определены и решены, следующие задачи исследований:

1. Построить модель технологической системы в энергетических категориях, устанавливающую функциональные связи ее загрузки, структуры, технологических принципов и технических средств, увязывающую затраты энергии и ее параметры на всех иерархических уровнях, а также позволяющую формализовать критерий эффективного энергопотребления.

2. Идентифицировать параметры воздействий, технологических процессов и оборудования, определяющие режимы энергопотребления технологических систем операции, разработать методику нормирования затрат энергии.

3. Разработать способы, технические средства и мероприятия повышения эффективности управления энергопотреблением технологических систем на различных иерархических уровнях.

Методы исследования. Теоретические исследования процессов энергопотребления ТС проводились с использованием векторного анализа, термодинамики, электродинамики, методов вариационного исчисления, теории управления нелинейными системами и системами с распределенными параметрами, основных положений технологии машиностроения. Вычислительные эксперименты проводились с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования электрических, электромеханических и тепломеханических систем на основе стандартных пакетов и программ МАРЬ и МюгоСир. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на реальном технологическом оборудовании и специальных установках. Достоверность результатов подтверждается использованием современных регистрирующих приборов и методов обработки результатов экспериментов и их совпадением с выдвинутыми теоретическими положениями.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы анализа и оценки эффективности энергопотребления, включающие в себя комплекс математических моделей ТС в энергетических категориях:

- модель, устанавливающую функциональную связь структуры ТС, технологических принципов, технических средств, условий загрузки производства и режима энергопотребления, методической основой которой является годограф вектора «энергетического содержания» элемента материального потока в декартовой системе с координатами, характеризующими собственную энергию элемента, энергию его пространственного положения и энергию, накапливаемую в нем в результате воздействия производственной среды; она отражает изменение энергопотребления по мере продвижения элемента по ходу технологического процесса;

- модель технологической системы операции механической обработки, базирующуюся на понятии обобщенного г-параметра и устанавливающую функциональную связь локальной энергоемкости деталей-операций с параметрами технологических воздействий, переходов и маршрутов обработки, характеристиками обрабатываемых деталей и технологического оборудования;

- модель ТС в непрерывных переменных, устанавливающую функциональные связи режимов энергопотребления с установленными мощностями и распределением загрузки технологического оборудования.

2. Критерии оценки эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях:

- обобщенный интегральный критерий, характеризующий положение вектор «энергетического содержания» элемента материального потока в декартовой системе координат и отражающий эффективность использования энергии на заданном участке технологического процесса;

- частные дифференциальные критерии, характеризующие энергоемкости соответственно транспортных и технологических операций, а также изменение

энергии пространственного положения при приращении собственной энергии элемента материального потока на единицу; они отражают динамику изменения потребляемой и собственной энергии элемента по ходу технологического процесса.

3. Методические основы:

- расчета и нормирования затрат энергии ТС на различных иерархических уровнях: воздействий, процессов, машин, систем машин, комплексов систем машин;

- децентрализации систем генерации и распределения вторичных энергоносителей, учитывающей изменяющуюся в зависимости от условий функционирования ТС потребность в них производственных подразделений.

4. Результаты практической реализации разработанных методов и технических средств повышения эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях.

Научная новизна заключается в установлении функциональных связей эффективности энергопотребления со структурой, технологическими принципами, техническими средствами и условиями функционирования технологических систем на различных иерархических уровнях, отражающих увеличение затрат энергии при нарушении единства их характеристик и условий функционирования, и раскрываемых на основе математических моделей в энергетических категориях и критерия оценки эффективности использования энергии, методической основой которых является годограф вектора "энергетического содержания" элемента материального потока в декартовой системе с координатами, характеризующими собственную энергию элементов, энергию их пространственного положения и энергию, накапливаемую в них в результате воздействия производственной среды.

Практическая ценность работы заключается в следующих результатах:

- научно обоснованные методы расчета и прогнозирование затрат энергии, позволяют осуществлять нормирование и формирование своевременных оптимальных заказов на энергоносители, исключающие возможность омертвления капитала и создающие реальные средства для технологического мониторинга энергопотребления ТС;

- методика построения систем генерации и распределения вторичных энергоносителей учитывает изменяющуюся в зависимости от условий функционирования ТС потребность в них производственных подразделений;

- комплекс технологических, программных и конструкторских средств, основанных на возможностях адаптации ТС на уровне систем машин к изменяющимся условиям функционирования и объектам обработки, позволяет минимизировать потери времени и энергии при выполнении вспомогательных циклов;

- технические решения устройств и систем управления исполнительными органами обеспечивают повышение эффективности энергопотребления ТС на уровне машин и процессов при выполнении вспомогательных и

формообразующих движений (например, регулятор мощности, защищенный патентом РФ 1Ш 2187873 С1 от 20.08.2002);

- алгоритм и система управления процессом обработки обеспечивают повышение эффективности энергопотребления ТС на уровне воздействия путем введения в его зону дополнительной энергии, например, при точении электроконтактным способом тепловой энергии.

Результаты проведенных исследований использованы при модернизации (децентрализации) системы обеспечения сжатым воздухом ОАО "Тульский оружейный завод", при модернизации и модульном построении преобразователей энергии для гальваники на токи 15кА для ОАО "Тяжпромарматура" г. Алексин; и создании автоматического регулятора мощности асинхронного электропривода технологического оборудования, принятого к внедрению в Тульском научно-исследовательском технологическом институте.

Научные положения диссертации использованы в учебном процессе:

- при написании конспектов лекций и подготовке лабораторных работ по курсам: «Управление процессами и объектами машиностроения» и «Автоматизация технологических процессов и производств»;

при подготовке магистерских диссертаций и выполнении исследовательских дипломных проектов.

Апробация работы._Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях: «Механика и машиностроение», г. Наб. Челны, 1995г.; «Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов», г. Тула, 1997г.; посвященной 150-летию со дня рождения С.А. Мосина, г. Тула, 1999 г.; «Управление и информатизация процессов (АТМ-99)», г. Тула, 1999 г.; "Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы", г, Новочеркаск, 2000 г.; «Автоматизация: проблемы, идеи, решения», г. Тула, 2002 г.; на международных электронных научно-технических конференциях: «Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2000)», г. Тула, 2000 г.; «Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001)», г. Тула, 2001 г.; «Технологическая системотехника», г. Тула, 2002 г.; IV международном конгрессе «Конструкторско-технологическая информатика 2000», г. Москва, 2000 г.; совместной сессии и выставке-ярмарке перспективных технологий, г. Тула, 1997г.; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета в период с 1986 по 2003 г.;

Публикации. Основное содержание работы изложено в 57 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 331 наименования и приложения. Работа содержит 298 страниц машинописного текста, имеет 4 таблицы и 105 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы разработки теоретических и технологических основ анализа и управления энергопотреблением ТС.

Первый раздел посвящен анализу проблемы технологического обеспечения эффективного энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях. В частности, показано, что до настоящего времени нет методик, строгого анализа энергозатрат как ТС в целом, так и по отдельным ее компонентам. Это не позволяет определить стратегию управления энергопотреблением при изменении условий функционирования ТС и сформировать единого подхода ко всем ее иерархическим уровням. Управление энергопотреблением является эффективный инструмент адаптации ТС к изменяющимся условиям функционирования.

Вопросы теории преобразования энергии в технологических системах рассматривались в работах: Зорева H. Н., Боброва В. Ф., Подураева В. Н., Швеца В. В., Старкова В. К., Якубова Ф. Я., Веникова В. А., Федорова А. А., Gamba J.R., Murphy W.R., Smith C.B., Zackrison H.B. и других авторов, что позволило установить основные закономерности преобразования энергии на различных иерархических уровнях ТС.

Существующая ситуация в области оценки потребления энергоносителей ТС, определения низкоэффективных с технологической точки зрения потребителей, а также поиска оптимальных режимов энергопотребления не может удовлетворять современной постановке задачи создания высокоэффективных производств.

Для определения режима энергопотребления и уровня его соответствия организационно-технологическим характеристикам ТС в большинстве случаев используется энергетический баланс. Он дает общую стационарную картину распределения затрат энергии на предприятии и является определенным средством энергетического контроля производственного процесса. Однако баланс не может выступать в качестве критерия оценки эффективности энергопотребления, так как не позволяет однозначно увязать технологическую, организационную и энергетическую составляющие ТС. Он не может оперативно отражать динамику перераспределения затрат энергии при изменении внешних или внутренних факторов. Другим существенным его недостатком является использование денежных единиц при определении прихода и расхода энергии, что искажает оценку режима энергопотребления ТС под влиянием внешних инфляционных факторов. Несколько большими возможностями в смысле оценки обладает совокупная факторная производительность. Однако необходимость анализа большого числа параметров и многократного применения операций дефляции не позволила найти ей достаточно широкого применения в отечественной практике. Наиболее перспективными, в смысле оперативного управления и долгосрочного планирования затрат энергоносителей, являются технические не денежные критерии: энергоемкость операций или процессов, приведенные к

единице продукции затраты энергии и т. д. Однако эти критерии не отражают функциональной связи параметров технологических процессов, реализуемых воздействий и используемого оборудования. Это снижает достоверность сделанных с их помощью прогнозов или сравнительных оценок и ставит актуальную задачу разработки информационноемких технических критериев оценки эффективности энергопотребления.

Проведенный анализ показывает, что в настоящее время отсутствуют методы и средства нормирования затрат энергии в ТС, связывающие параметры воздействий, технологических процессов и оборудования. Это не позволяет определить процедуру обмена информацией между внутренними поставщиками (службой энергетика) и потребителями энергии (службой технолога) при формировании заказов на энергоносители и контроле энергопотребления.

Известно, что наиболее оптимальной струкгурой ТС, в том числе и с точки зрения потребления энергии, является структура, состоящая из подразделений - модулей, обладающих относительно высокой самостоятельностью. Отсутствие методики децентрализации отечественных предприятий, относящихся в большей части к классу централизованных систем не позволяет применять в них известные в мировой практике методы повышения эффективности энергопотребления. Эффективность преобразования энергии на различных иерархических уровнях ТС отражает ее организационную, технологическую и техническую компоненту.

Известные модели ТС в большинстве своём носят организационно-экономический характер и страдают чрезмерными обобщениями, которые не дают возможности вскрыть техническую сущность той или иной проблемы энергопотребления и наметить пути её решения. Они не позволяют определить технические критерии оценки эффективности использования энергии, создать технологические основы и систему действенных средств для мониторинга и управления энергопотреблением ТС.

Таким образом, актуальной является проблема нерационального потребления энергии технологическими комплексами предприятий машиностроения.

Па основании вышеизложенного определена цель диссертационной работы и сформулированы задачи научных исследований.

Второй раздел посвящен разработке математической модели ТС в энергетических категориях и формализации на ее основе технических критериев оценки эффективности энергопотребления.

В рамках проведенных исследований предложена модель ТС как единой многоконтурной системы, входными потоками которой являются материальные и энергетические потоки, а выходным - поток готовой продукции. Для обеспечения единого подхода к различным по физической сущности, динамике, а в некоторых случаях и по целям управления подсистемам ТС применены энергетические категории. Они позволяют сохранить своеобразие и технические особенности всех уровней системы: воздействий, процессов,

машин, систем машин, комплексов систем машин. В качестве единицы измерения входных и выходных величин в этом случае выступает единица измерения энергии.

В работе рассмотрен основной контур системы, в котором материальные потоки заготовок, полуфабрикатов, узлов, готовых деталей и изделий представлены соответствующими энергетическими потоками. Введено понятие "энергетического содержания" элементов материального потока. Последними являются заготовки на различных этапах технологического процесса их преобразования, а также детали, узлы и полуфабрикаты на различных этапах их превращения в готовые изделия. Чтобы не потерять индивидуальных отличий элементов материальных потоков и операций технологического процесса, "энергетическое содержание" представлено вектором в некотором энергетическом пространстве в декартовой системе координат. Одна ось характеризует собственно энергию элемента, которая учитывает его физико-геометрические характеристики. Вторая - энергию пространственного расположения или pa6oiy по перемещению элемента в некоторых идеальных условиях в требуемую точку пространства ТС. Третья - энергию, накапливаемую в элементе в результате воздействия на него производственной среды, то есть учитывает наследственные признаки метода и способа обработки, технических средств, задействованных в процессе получения готовой продукции, а также условий производства.

Wn = ifVm+jW0v,+kfVo,, W, = iW10 + jWtrp + kW I ♦, (1)

где W9j Wi - энергетическое содержание соответственно заготовки и детали;

0,1 - индексы, которые отражают принадлежность параметра к заготовке или детали соответственно;

HV - общее значение энергии, которую необходимо затратить, чтобы имеющимися методами, способами и средствами получить деталь с энергией Wio в заданной точке пространства;

Wo+ - значение энергии, которая была затрачена, чтобы получить заготовку с энергией Woo в исходной точке ТС;

IVю, Wmr собственная энергия элемента материального потока, ч

характеризует его размеры, геометрическую сложность, площадь основных функциональных поверхностей и их качество;

Wa,р, Wiтр - энергия, которую необходимо затратить, чтобы переместить в идеальных условиях заготовку или деталь в начальную или заданную точки "

пространства ТС соответственно. Значение энергии пространственного положения элемента материального потока определяется его массой и длиной маршрута перемещения.

Все затраты энергии, связанные с изменением физических и геометрических свойств, пространственного расположения элемента материального потока, а также ее диссипацией на каждом этапе преобразования, определены как технологические (fVr). Они направлены на решение главной задачи ТС: преобразование заготовок в детали и, в конце концов, в готовую продукцию. Затраты энергии, связанные с созданием

требуемых условий производства (тепло, свет, вентиляция и т. д.), а также с генерацией и распределением дополнительных (вторичных) энергоносителей (пар, воздух и т. д.) (Иф); определены как фоновые, то есть нетехнологические.

Поскольку k-я составляющая вектора энергетического содержания характеризует накопление энергии, то очевидно, что

(2)

где &W+ - значение привнесенной энергии, которую необходимо затратить, чтобы имеющимися методами, способами и средствами преобразовать заготовку с энергией fVm в деталь с энергией fVw или переместить ее из одной точки пространства в другую (с одной рабочей позиции на другую).

Привнесенная энергия отражает качество функционирования ТС в смысле использования энергии на каждом из уровней: воздействий, процессов, машин, систем машин, комплексов систем машин.

àfV, + AH7™. + Д fVHO + и>ф, (3)

где ffnp - минимальное значение энергии, необходимой для перемещения или преобразования (в идеальных условиях) заготовки в деталь с соответствующими физико-геометрическими характеристиками;

AfVup - потери энергии, свойственные способам перемещения или преобразования заготовки в деталь (например, для резания: fVnp - энергия образования новых поверхностей на заготовке, AfV„v - потери энергии на образование поверхностей на стружке и нагрев заготовки, инструмента и стружки);

Д WTtx - потери энергии, связанные с реализацией конкретной технологии обработки (необходимость нескольких проходов и холостых ходов, что формально эквивалентно образованию множества «виртуальных» поверхностей);

AfV„0 - потери энергии в исполнительных органах технологической системы операции (ТСО), реализующей процесс обработки (они обусловлены наличием КПД исполнительных органов и его зависимостью от неравномерности нагрузки, то есть от параметров процесса обработки);

и>ф - энергия фонового потока энергии, приходящаяся на деталь в течение такта выпуска, является функцией загрузки ТС.

Таким образом, привнесенная энергия за такт выпуска деталей представляет собой сумму энергоемкостей операций обработки, транспортирования и фоновую составляющую.

AW, = wTC4 + *>,„, (4)

где )(',„, и\р - энергоемкости операций обработки и транспортирования соответственно.

Динамика изменения пространственного положения вектора энергетического содержания элемента материального потока по мере выполнения технологического процесса, состоящего, например, из трех операций обработки: 1,3 и 6-я, двух транспортных: 2 и 5-я, и одной операции хранения: 4-й, показана на рис. 1. Из него видно, что каждая из рассмотренных

операций характеризуется изменением модуля и направления вектора энергетического содержания элемента материального потока И7, ...И/6.

В случае такого подхода эффективность энергопотребления определяется углами наклона вектора к соответствующим координатным осям или плоскостям. Следует отличать частные дифференциальные критерии эффективности энергопотребления ТС на конкретных операциях и интегральные критерии ТС, реализующей часть или весь маршрут технологического процесса обработки.

элементов материальных потоков в ТС В процессе движения элементов материальных потоков в рамках известной ТС независимой переменной является время. В этом случае траектории конца вектора их "энергетического содержания" в некотором "энергетическом пространстве" представляют собой годографы.

При достаточно большом числе операций в технологическом процессе их можно рассматривать с определенной степенью точности в виде непрерывных кривых И/+=/(И/о>И,'тр)- Они отражают динамику расходования энергии по мере ^

продвижения элементов материальных потоков по ходу технологического процесса и являются функцией структуры и характеристик ТС, параметров технологических процессов и оборудования.

Годографы векторов "энергетического содержания" элементов *

материальных потоков в ТС обладают рядом свойств, которые основаны на общих представлениях и системе заданных определений:

р)>0 при №(¡>0 и ^Кр>0 — вытекает из определения энергии, накапливаемой в элементах материального потока;

дНУ^/д^^О и дИ,+ /дИ,тр> 0 - основывается на том, что всякое изменение физических свойств, геометрических размеров и координат пространственного расположения требует затрат определенной энергии;

32^+/дИ/02 < 0 - характеризует уменьшение энергоемкости операций технологического процесса, например, по мере перехода от черновых режимов обработки к чистовым;

- характеризует переход к энергоемким процессам (электротехнологическим операциям, термообработке и т. п.);

д21У+/дЦ/ТР,2 > 0 - характеризует переход по ходу технологического процесса от простых транспортных средств, имеющих относительно высокое значение КПД (скаты, склизы и т. д.), к более сложным и энергоемким устройствам типа робот или транспортная тележка.

Функция не может иметь локальных эксгремумов, поскольку

они противоречат ее определению, как функции накопления. Она является моделью конкретной ТС, учитывающей ее организационно-технические и технологические принципы, степень загрузки и алгоритм функционирования в заданных условиях эксплуатации.

При таком подходе можно перейти к производным от функций по координатам, то есть к дифференциальным показателям ТС по а, Р и у-критериям:

К = ; /Г„ :--дИ\/д1У7Г ; ЛГ„ = д1У„/д1Г0 = Ка/К, . (5)

Они позволяют обнаружить операции технологического процесса, вносящие наибольший вклад в расход энергии, то есть локализовать зоны ТС, требующие разработки программ повышения эффективности ее использования.

Наихудшими с энергетической точки зрения являются операции хранения и ожидания. Они характеризуются бесконечно большими значениями показателей по а и р-критериям и нулевым значением но \у-критерию. Элементы материального потока "впитывают" в себя энергию фонового потока, увеличивая свое энергетическое содержание, не изменяя собственной энергии.

Наилучшими с энергетической точки зрения являются операции, обеспечивающие существенный прирост собственной энергии элементов при незначительном увеличении привнесенной энергии. Например, однопроходная черновая механическая обработка поверхностей, производимая на специальных станках. Она характеризуется малой длительностью во времени, отсутствием потерь на образование виртуальных поверхностей, максимальным использованием установленных мощностей оборудования, а, следовательно, высоким КПД исполнительных органов.

Меньшим значениям интегральных показателей по а, р и \|/-критериям соответствуют ТС, имеющие меньшие производственные площади и использующие меньшее количество энергии, то есть более эффективно функционирующие. Таким образом, годограф идеальной ТС стремится к оси I¥и, а показатель по у-критерию к нулю.

На рис. 2. приведены годографы вектора энергетического содержания элементов материального потока для трех различных вариантов ТС, обеспечивающих изготовление одной и той же детали, то есть И^о=сопя1 из одной и гой же заготовки ^„-сопМ.

Анализ приведенных зависимостей показывает, что в смысле экономии энергии, вероятно, лучшей является 3-я ТС с траекторией конца вектора энергосодержания ^з+С^о^тр)) так как обладает наименьшими показателями по а и Р-критериям. Такое может быть реализовано тремя различными способами: минимизацией энергоемкости операций обработки и транспортирования; уменьшением доли операций хранения или доли фонового потока энергии по сравнению с другими системами.

изготавливающих одинаковые детали Однако эта система обладает большим по сравнению со 2-ой ТС показателем по ^/-критерию, что может говорить об избыточности транспортных операций по отношению к операциям обработки и неэффективном использовании производственных площадей.

Сравнение 1-ой и 2-ой ТС показывает, что по ^-критерию лучшей 4

является система с траекторией И/Х2+(И/о,И/1р). Однако больший показатель по [5-критерию говорит о значительной энергоемкости транспортных операций. Интересно заметить, что снижение загрузки производства в 3-ей ТС приводит к увеличению долевого участия энергии фонового потока в энергетическом '

содержании элементов материального потока (4), что выражается, в частности, в приближении ее годографа к 1-ой ТС.

Проведенные исследования позволяют говорить о возможности поиска целесообразного способа построения ТС, приносящего компромисс в набор критериев оценки эффективности ее функционирования. Если, например, во 2-й ТС с помощью известных средств удастся снизить интенсивность фонового потока энергии, то она может оказаться лучше 3-й ТС даже по затратам энергии.

При вариациях загрузки ТС затраты энергии непосредственно на операции обработки и>ты и транспортирования м>ч,,можно считать практически неизменными. Это даёт возможность ограничиться анализом только фонового потока энергии, так как ь>ф=/(д„1ек). Для оценки управляемости ТС по энергопотреблению предложено разбить его на две составляющие: переменную (Рф~) и постоянную (/%.)• Переменная составляющая предполагает возможность управления частью потоков энергии во времени. Для упрощения дальнейших выкладок будем полагать, что переменная составляющая фонового потока энергии пропорциональна загрузке системы.

Для решения поставленной задачи использовано осредненное по номенклатуре значение приведенной к единице детали-операции фоновой энергии н>ф, которая может быть выражена следующим образом:

■./. = к

ф-'ч^к^ Рф-'Чшш)^, (6)

О

где qmm </„„,„ - текущее и номинальное значения загрузки ТС соответственно.

В качестве интервала наблюдения для анализа эффективности управления ТС по затратам энергии предложен календарный месяц. Перейдя к относительным переменным, значение приведённых к единице детали-операции затрат энергии (№„) можно представить в следующем виде:

Н Чтм

(7)

где А,,, - относительные значения соответственно количества и длительности у'-х смен; х - относительное значение количества рабочих дней в текущем календарном месяце; а, - коэффициент, характеризующий глубину регулирования мощности фонового потока энергии в у-й смене; Тс -нормативное значение длительности смены, п„ - число дней в рассматриваемом месяце; пс - нормативное число смен (например, первых) в календарном месяце.

Управление энергопотреблением ТС достигается в настоящее время в основном путем изменения режима работы: односменный; двухсменный; трехсменный и др.

Установлено, что для предприятий машиностроительного профиля, характеризуемых значениями а<0,2, при уменьшении загрузки ТС никаким изменением режимов работы уменьшить относительные затраты фонового потока более, чем на 5% по сравнению с трехсменной работой не удается.

Анализ показывает, что при увеличении глубины регулирования фонового потока до а~5 и уменьшении загрузки до 20% увеличение

относительных затрат энергии фонового потока не превышает 25...30%. В то время как при а=0,2 оно достигает 300...350% для всех режимов

функционирования ТС.

Сравнительный анализ показывает, что при а=5 и соотношении технологических и фоновых затрат энергии wTex^„OM=0,8 путем рационального изменения режима функционирования и управления фоновым потоком можно уменьшить энергопотребление ТС на 30...35%. Это оказывается достаточно эффективным при изменении загрузки ТС на 70% и более.

При уменьшении загрузки ТС значения дифференциальных показателей по а и Р-критериям на традиционно энергоемких операциях приближаются к значениям этих показателей на других операциях, а весь годограф деформируется и вытягивается в направлении оси W+.

Установлено, что чем меньше соотношение технологических и фоновых затрат энергии, тем больший эффект от управления фоновым потоком может быть достигнут. Таким образом, проведённые исследования показали, что существующие ТС характеризуются высокой степенью централизации и относятся к классу слабоуправляемых, а порой и неуправляемых систем в смысле обеспечения рационального энергопотребления при колебаниях загрузки.

Для анализа энергопотребления не достаточно знать доминирующую компоненту, в частности фоновую, определяющую основные объемы затрат энергии, необходимо иметь представление о качестве энергопотребления, то есть о структуре и соотношении отдельных составляющих. Для этого предложена оценка технологических затрат энергии. Она основана на идентификации параметров ТС на уровнях: воздействий, процессов, машин и систем машин, которые конструктивно объединены в рамках технологической системы операции (ТСО).

Анализ факторов, определяющих размеры и точность, показывает, что влияние на них собственно воздействия может быть представлено только опосредовано через элементы ТСО, исходную форму и материал заготовки. Параметры воздействий, например для механической обработки: подача, скорость и глубина резания не являются в полном смысле независимыми. Они связаны через систему ограничений. Доминирующее положение среди них занимают максимально допустимая по износостойкости скорость резания и требуемое значение шероховатости обработанной поверхности.

Известна также функциональная связь между качеством образуемой поверхности и производительностью процессов обработки, которая справедлива практически для всех методов и способов обработки. Ее предложено интерпретировать как связь между качеством (R) и интенсивностью (V) технологического воздействия (рис. 3).

Она отражает интегральное влияние всех технических, технологических и экономических ограничений на процесс обработки. Под качеством воздействия следует понимать качество образуемой им поверхности, например, амплитуду отклонений микропрофиля поверхности. Под интенсивностью воздействия (U) будем понимать скорость удаления объема материала с заготовки.

и = bSV . (8)

С наиболее общих позиций функция R(U) может быть охарактеризована следующими основными свойствами:

R(U)> 0 при U> О - вьпекает из физического представления о производительности процессов и качестве поверхности;

dR/dU ^ О - основано на том, что большей интенсивности вводимых потоков энергии на микроуровне соответствует худшее качество поверхности;

d2R/dU2 > 0 и 82R/8U2 < 0 - определяется степенью влияния ограничений на возможности формирования воздействий; в частности, первое неравенство говорит о слабом влиянии ограничений, то есть высокое качество может бы гь получено на достаточно жестких режимах (кривая 3 рис.3), второе говорит о сильном влиянии ограничений, то есть высокое качество может быть получено только на очень мягких режимах (кривая 1 рис. 3).

существованием условий оптимального согласования воздействия и средств его реализации. Она является моделью конкретного способа обработки, которая учитывает ограничения, накладываемые на воздействие оборудованием, оснасткой, заготовкой и условиями производства. Область между кривыми 1 и 3 определяет пространство технической реализуемости способа обработки. Линия 2 на рис. 3 разделяет это пространство на две области с высокой и низкой интенсивностью формирования заданного качества поверхности.

Для того чтобы увязать понятия черновой, получистовой и чистовой обработки с шероховатостью поверхности в соответствии с кривой R{U) предложено интенсивность воздействия также разбить на соответствующие диапазоны. Например, по аналогии с экспоненциальными законами следует полагать, что

*„„,» = л™ (9)

а «0.33ЩЯ^/И^Ъ

где п - порядковый номер диапазона режимов обработки (черновой режим я= 1, получистовой - и=2 и чистовой - и-3); Япт„ - минимальное значение

шероховатости поверхности, получаемое на п-м диапазоне режимов обработки; а - коэффициент, учитывающий диапазон изменения шероховатости поверхности в конкретных условиях производства.

Для разрешения неопределенности в связях параметров воздействия введен обобщенный безразмерный г-параметр с фиксированной шкалой [0...100]. Он характеризует степень "грубости" обработки, то есть жесткость режимов при конкретном воздействии в определенных условиях.

Предложена методика восстановления зависимостей Я=_Дг), ^=/(Х<0 и параметров воздействия, например для механической обработки: Ь=/ь(г),

У=/,{7.) по известным функциям ограничения Я=/Й(Ц), Уор/ф,Б,Т) и теоретической зависимости качества поверхности от подачи Я=2/р{3,ф, ф/, г), где Ф, ф; - соответственно передний и задний углы в плане, а г - радиус при вершине резца.

Целевая функция задачи идентификации в соответствии с методом наименьших квадратов представлена в виде квадратичного функционала. Для качественного анализа и упрощения расчетов предложено ограничиться при восстановлении функций 5=^(г), Ь=/Ь{г) и аппроксимирующими

полиномами 2-го порядка

Х,(г) = а;+А,(г-с.)2, (10)

где а„ кь с,- - коэффициенты аппроксимации Х-го параметра режима обработки.

Вариации параметров ограничений, то есть характеристик ТСО практически не влияют на вид рассмотренных зависимостей ¿^(г), ¿=/4(г) и У=/у(г). Они проявляется в изменении их положения и масштаба представления по оси ординат. Выпуклый характер этих зависимостей соответствует функциям ограничения, находящимся выше линии раздела 2 (рис.3), вогнутый - ниже этой линии.

С их помощью найдена функциональная связь качества воздействия от обобщенного г-параметра рис.4.

5е-05Н

4е05

Зе-05

2е-05

1е-05

Зоны режимов обработки л

чистовые полу чистовые черновые / /

режимы режимы режимы у I

** / / / Я(кг,2)

20

40

60

80

100

Икг.гИм! фг.гМм]

Рис.4. Зависимости качества воздействия от обобщенного параметра

Анализ зависимости R(z) показывает, что при выполнении условия (9), например, диапазону черновых режимов соответствуют значения обобщенного параметра z=55... 100, получистовых - г=30...55 и чистовых - z<30. Полученная зависимость оптимальной скорости резания Vop,{z) от обобщенного параметра хорошо согласуется с аппроксимирующей ее зависимостью V(z). Относительная величина погрешности ее аппроксимации не превышает 12% во всем диапазоне изменения обобщенного параметра zs0...100. Предложенная методика позволяет определить параметры воздействия с учетом ограничений, накладываемых на него конкретными условиями обработки.

Одной из энергетических характеристик ТС на уровне воздействий, процессов, машин и систем машин является интенсивность энергопотребления. Она определяется текущим значением потребляемой мощности. Проведенные исследования показали, что для хорошей сходимости аппроксимирующих функций интенсивности энергопотребления ТС на уровне воздействия в требуемом диапазоне изменения параметров режима обработки необходимо учитывать образование новых поверхностей не только на детали и стружке, но и в плоскости сдвига.

N = AbS + BbV + ESV, (II)

где -А, В, Е— коэффициенты аппроксимации мощности резания N.

Для решения задачи идентификации энергетической характеристики процесса резания использованы ранее полученные функциональные зависимости параметров режимов обработки от обобщенного z-параметра V(z). S(z) и b(z). В соответствии с (11) восстановлена модель мощности резания для различных ТСО, отличающихся системой ограничений R=fK(U) и V„n,(b,S, Т). Ограничения проявляются в скорости возрастания и максимально допустимой величине мощности.

Относительная величина погрешности аппроксимации эмпирической зависимости не превышает 4...6% во всем диапазоне изменения обобщенного параметра zsO... 100. Установлено, что при выбранной методике идентификации характеристик режима резания отклонение параметров эмпирической зависимости мощности резания (коэффициентов, оснований и показателей степени) в пределах ±20% практически не влияет на погрешность ее аппроксимации.

Для технологических операций обработки в качестве полезной энергии принята энергия образования новых поверхностей на заготовке. Она определяется через удельное ее значение оое.

, (12)

где о об - удельная энергия образования новой поверхности, является функцией внутренней структуры и физических свойств материала заготовки и качества поверхностей; F,m - площадь вновь образованных поверхностей

В этом случае полезная мощность, например операции точения, пропорциональна скорости образования новых поверхностей, то есть скоростям подачи и главного движения.

где с- коэффициент, характеризующий долю мощности, идущую на образование новых поверхностей на заготовке, как правило, £«0,5.

Проведенные исследования показали, что эффективность энергопотребления {г\ь=Мп/]\0 на уровне воздействия в функции обобщенного параметра имеет убывающий характер (рис. 5). Это объясняется возрастанием площади поверхности стружки по отношению к площади поверхности, <

образуемой на заготовке, при повышении интенсивности воздействия в конкретных условиях его реализации.

т

Анализ полученных зависимостей показывает, что, например, 1-я ТСО (т!ы) отличается от 3-й (г|Ьз) большими допустимыми значениями интенсивности воздействия и большей степенью вогнутости функции ограничений R=fn(U), то есть более слабым влиянием ограничений на воздействие. 2-я TCO (r)b2) отличается от 3-й (т|ьз) повышенными требованиями к качеству поверхности. Существенная разница в эффективности энергопотребления этих систем показывает на более благоприятные условия реализации воздействия в 3-й ТСО. Наличие экстремума в области чистовых режимов г=Ю...15 в этой системе можно объяснить на основании (11) изменением соотношения скоростей образования поверхностей bV, bS и SV по мере изменения г.

Энергопотребление ТС на уровне процесса, то есть конкретного способа обработки, определяется всеми поверхностями на деталв и стружке, образованными в результате выполнения всех операций, в том числе энергией «виртуальных» поверхностей, возникающих", при выполнении рабочим органом движений на холостых ходах. На основании такого подхода предложена модель энергопотребления, которая представляет собой

Jbi

0 20 40 Z 60 80 100

Рис. 5. Эффективность энергопотребления ТС на уровне воздействий и машин

обобщенную диаграмму нагружения исполнительных органов ТСО при реализации конкретного способа обработки.

Общая энергоемкость детали-операции в конкретной ТСО определяется следующей зависимостью:

vre*(z) = £( jV^(z)/Т1,{z)}dt + , (14)

' ' 'm

«=1 ...p,

где t„k tll(kl i) - соответственно время начала к-й и (Л+1)-й детали-операции; р -количество исполнительных органов ТСО, задействованных в выполнении деталей-операций; Pycmi - установленная мощность /-ого исполнительного органа ТСО; |1,- - коэффициент использования мощности при выполнении вспомогательных операций; v - доля вспомогательного времени в действительном фонде времени работы оборудования Т. Выражение (14) представляет собой модель энергопотребления ТС на уровне систем машин, то есть ТСО, и может рассматриваться как локальные индивидуальные затраты ТС в целом.

Анализ энергопотребления ТС на уровне машин показал, что с точки зрения образования новых поверхностей учет характеристик исполнительных органов ТСО приводит к резкому ухудшению использования энергии на чистовых режимах (r|bd на рис. 5). В некоторых условиях наблюдается экстремум при значениях г=15...30 Спьаь Льаз)- Это объясняется убывающим характером эффективности воздействия и наличием экстремума в зависимости КПД исполнительных органов от нагрузки. Анализ многопроходной обработки при постоянстве общего снимаемого припуска показал, что на эффективность энергопотребления ТС на уровне системы машин оказывают существенное влияние характеристики ТСО и распределение операционных припусков. Чем грубее режим па черновом проходе, тем выше энергоемкость операции, обеспечивающей получение требуемого качества поверхности на чистовом проходе.

На основании проведенных исследований выделены параметры ТС, оказывающие доминирующее влияние на энергопотребление ( Рагтс ): относительные значения: загрузки (1 lq„ek ), мощности холостых ходов ( Рхх ), установленной мощности исполнительных органов (Nrcr), вспомогательного времени и холостых ходов (Тхх ); ограничения на: качество ( Rw ) и максимально допустимую интенсивность воздействия (1 IZrp), оптимальную величину соотношения между режимами на черновом и чистовом проходах («те/О-

Характер влияния этих параметров на затраты энергии показан на рис. 6

Все предлагаемые средства повышения эффективности энергопотребления ТС разбиты на три функциональные группы,

обусловленные разновидностью используемых методов решения поставленных задач: конструкторские, алгоритмические и технологические.

В зависимости от степени влияния предлагаемых средств на сущность протекающих в ТС процессов их следует разбить на структурные и параметрические.

Структурные предполагают применение принципов секционирования и модульного построения. На уровне воздействий они выражаются в секционировании инструмента; на уровне процессов - в модульном построении технологий; на уровне машин - в секционировании и модульном построении исполнительных органов; на уровне систем машин - в агрегатно-модульном построении технологического оборудования, на уровне комплексов систем машин - в предметной организации технологически замкнутых,территориально обособленных, независимых подразделений. Параметрические методы предполагают применение известных способов управления и оптимизации соответствующих параметров ТС по критерию минимума энергопотребления. Большое разнообразие средств повышения эффективности энергопотребления требует их систематизации и обоснования области применения па различных иерархических уровнях ТС.

Третий раздел посвящен моделированию влияния загрузки на режим энергопотребления и обоснованию структурных изменений в ТС.

Предложено в модели ТС, состоящей из множества ТСО и производимых в них деталей, использовать непрерывные переменные и следующие допущения:

- в ТС выполняется I технологических операций, причем на каждой *-й операции производится один вид деталей, д: непрерывно изменяется в пределах О <х<1.

- на х-й детали-операции задействованы Y(x) ТСО, каждая из них имеет номер у, который является величиной, непрерывно изменяющейся в пределах 0<y<Y(x).

Энергопотребление ТС предложено характеризовать функцией индивидуальных затрат энергии E(q{x,y)^c,y). Она может быть выражена через функцию локальных индивидуальных затрат v(q(x,y)jc,y), являющуюся, как было показано выше (14), характеристикой конкретного оборудования и операции, то есть х, у.

ч

E(q{x,y),x,y)= \v(q(x,y),x,y)#q

(15)

В общем случае E(q(x,y)^x,y) учитывает не только технологические затраты энергии Ej{q(xy)^c,y), но и затраты энергии фонового потока Er.(q(xy), х,у).

Другим важным понятием для анализа энергопотребления является понятие средних приведённых к единице детали-операции затрат энергии w(q(x,y),x,y). Они характеризуют энергоемкость дг-й операции ву-й ТСО.

««^у^шыььй. (1б)

Ч(х,у)

Каждая у-я ТСО обладает некоторым энергетическим потенциалом D(y), характеризующим энергию, которую она может преобразовать в конкретное воздействие в конкретных условиях. Предложено D(y) определять на основании установленной мощностью (Рус„,) и действительного фонда времени работы (Г„) ТСО. Это некоторый предел, выше которого технически невозможно или экономически не эффективно ее использовать.

Каждая ТСО должна обладать определенным функционалом полезности П(^(х)). Очевидно, ТСО необходимо загрузить операциями так, чтобы найти функцию ^(jc), максимизирующую функционал полезности Щ^Ддс)) в пределах существующего распределения локальных индивидуальных затрат энергии v{q, х, _у) и имеющегося у ТСО энергетического потенциала D(y).

Для упрощения математических выкладок введено понятие средних приведенных затрат энергии ТС на выполнение х-й операции или средней энергоемкости д>й операции и>о(х). Эта величина соответствует расчетным номинальным значениям параметров ТС и соответствующего

технологического процесса, то есть это тот энергетический потенциал, который использует ТСО в конкретных условиях при выполнении х-й операции. Такой подход позволяет согласовать энергетические возможности ТС с реальными затратами энергии на конкретный технологический процесс.

В работе сформулирована вариационная задача определения распределения загрузки ТС, оптимизирующего энергопотребление, и приведено общее ее решение. В качестве примера рассмотрена ТС, для которой известна некоторая идеальная функция индивидуальной загрузки у-й ТСО q%х, у) = qy*(х) при 0 <х<1, 0 <у< Y(x). Эта функция определяется на стадии проектирования ТС и предполагает максимально полное использование установленной мощности оборудования. При дальнейшей эксплуатации она претерпевает изменения и, как правило, не в лучшую сторону. Тогда мерой

полезности TCO для всякого реального распределения загрузки q(x, у) = qy(x) может служить следующий квадратичный функционал:

Щ4, (*)) = - \ )\ЧМ) - q\ (x)]2dx. (17)

1 о

Максимального значения этот функционал достигает при полном соответствии загрузки оптимальному значению, то есть когда

q/x) = q/(x), 0 < д: < /, 0 < у < Y(x). (18)

В каждой ТСО минимизируется мера отклонения реальной функции индивидуальной загрузки qy(x) от идеальною ее значения qy*(x), а, следовательно, максимизируется функционал полезности (17) при условии ограниченного энергетического потенциала. Эта вариационная задача решена с использованием теоремы Лагранжа. После промежуточных вычислений и перехода от индивидуальных характеристик к среднеоперационным величинам показано, что оптимальная функция загрузки ТС х-й операцией имеет вид

q(x)^q'(x)-^wa(x); (19)

с

i f(jt) I

с= jwï(x)dx; D= | J»f0(x)qf(х)dxdy; у = D -D,

О 1 о

где q*(x) - идеальная загрузка ТС дс-й операцией;

D* - энергетический потенциал, который может использовать ТС для полного удовлетворения нормативных потребностей в энергии технологического процесса при ее оптимальной загрузке;

D - энергетический потенциал, который реально использует ТС для изготовления q(x) х-х деталей;

с - масштаб потребления энергии при изготовлении заданной номенклатуры деталей I ТС;

у - коэффициент, характеризующий избыток энергетического потенциала или энергетических возможностей ТС.

В большинстве реально возникающих случаев ТС энергетически избыточны, то есть у > 0, лишь в случае расширения производства может возникнуть дефицит запасов энергетических возможностей у < 0.

Очевидно, чем больше избыток энергетического потенциала, тем менее эффективно он используется, тем больше непроизводительные потери энергии. Это связано, в частности, с тем, что оборудование работает на низких нагрузках, с малым коэффициентом использования нормативного фонда времени и в соответствии с этим большими значениями подготовительно-заключительного времени.

Для дальнейших рассуждений воспользуемся следующей зависимостью средней энергоемкости х-й операции ТС:

^(x) = -[q'(x)-q(x)]+wp(x), 0 <*</, (20)

где н>р(х) - расчетное значение средней минимальной энергоемкости х-й операции для конкретной ТС при оптимальной ее загрузке ц*(х).

Из зависимости (20) очевидно, что среднее значение энергоемкости операции является функцией характеристик ТС: ее загрузки, масштаба потребления энергии и избытка энергетическою потенциала.

Эта зависимость является идеализированной и характеризует изменение средней энергоемкости различных операций при постоянных значениях масштаба потребления энергии с и избытка энергетического потенциала у. Она наиболее характерна для производств с малыми значениями соотношения технологических и фоновых затрат энергии, то есть для большинства предприятий машиностроительного профиля.

На основании вышеприведенного можно считать, что энергетический потенциал, который реально использует ТС для изготовления ц(х) х-х деталей,

Д(х) = и>„ (х)9(х) = [-(*'(*) - </(х)) + н>р (х)]д(х), 0<*</. (21) У

Очевидно, чем больше масштаб потребления энергии с и меньше избыток энергетического потенциала ТС в целом у, тем более эффективный режим энергопотребления реализуется при выполнении х-й операции.

Для исследования возможностей самоорганизации ТС, как инструмента управления энергопотреблением, сделан переход от зависимостей для среднеоперационных величин к параметрам, характеризующим ТС в целом.

В основе построения любой ТС лежит требование соответствия структуры, технологических принципов, технических средств и загрузки производства. Этому требованию, как правило, отвечают расчетные значения загрузки ТС по количеству и номенклатуре обрабатываемых деталей. С точки зрения энергопотребления в качестве условий идентичности 1-х ТС по этим параметрам предложены равенства Р,"Р=сопх( и а,'~а=сош1

=-^-= р = соий; а, =%^ = а = соти/, (22)

Я 01 Ц'<Ю1 ~ п'р01 Чч;

где р - константа, характеризующая влияние загрузки д№ на избыток энергетического потенциала ТС;

а -коэффициент, характеризующий степень использования энергетического потенциала ТС в условиях максимальной загрузки.

Предложено в качестве элементов структуры ТС, неподвергающихся изменению в процессе управления энергопотреблением, принять модули ТС, представляющие собой технологически замкнутые и территориально обособленные участки, удовлетворяющие условиям идентичности и отличающиеся только производственными мощностями. Например, использование трех модулей с весовыми коэффициентами мощностей 1:2:4 реализует ступенчатое изменение производственной мощности ТС в целом с шагом около 15% ее расчетного значения. Это достигается изменением структуры, путем включения или выключения из работы соответствующих модулей.

Формализация оптимального закона самоорганизации ТС заключается в построении функции переключения структуры (ФПС). Для этого сделаны допущения, позволяющие априорно ограничить число возможных реализаций ФПС:

- при любом значении <?о находящиеся в работе модули наибольшей производственной мощности имеют оптимальную загрузку цщ , следовательно, в худших условиях энергопотребления, при постоянных колебаниях загрузки работают только модули наименьшей мощности;

- неработающие модули никак не участвуют своими мощностями в технологическом процессе, то есть используется известный принцип холодного резервирования.

На основании ФПС построены зависимости энергетического потенциала в централизованной и модульной ТС (рис. 7) от изменения загрузки, в предположении, что для каждого /-го модуля справедливо выражение:

= Р,(2^,*,-«„)*„ (23)

для модульной и централизованной ТС Из анализа представленных зависимостей видно, что модульные ТС (кривые 2 и 3) используют меньший по "сравнению с централизованными системами (кривая 1) энергетический потенциал для обеспечения требуемого значения загрузки. Они отслеживают спрос на энергоносители конкретной производственной ситуации (технологического процесса). Например, при сокращении загрузки в 3 раза модульная ТС при выполнении условий идентичности (22) использует в 2...3,5 меньший потенциал (кривая 2). При неполной идентичности, в частности, при соотношении Р/: рг : р* равном 4:2:1 в этих же условиях модульная система экономичнее на 45% (кривая 3).

Таким образом, можно сделать следующий вывод. ТС целесообразно строить из идентичных с энергетической точки зрения модулей, представляющих собой технологически замкнутые и территориально обособленные участки, отличающиеся только производственной мощностью.

Для эффективного управления энергопотреблением при колебаниях загрузки необходимо использовать принципы самоорганизации.

Четвертый раздел посвящен созданию методических основ технологического мониторинга и эффективного управления энергопотреблением ТС.

Предложена методика нормирования затрат энергии и прогнозирования энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях. Она является основой технологического мониторинга и включает в себя три основных момента, связанные с расчетом затрат энергии на технологические и транспортные операции, а также на операции ожидания и хранения. Последние выражаются через фоновый поток энергии ТС. Исходными данными являются:

- структура ТС, в частности, расстановка оборудования, организация транспортных операций, обеспечение и управление фоновым потоком энергии на производственных площадях;

- технологические процессы, в частности, параметры режимов обработки, инструментов и нормы времени;

- ТСО, в частности, загрузка конкретными деталями-операциями, установленные мощности и КПД исполнительных органов;

- загрузка ТС по количеству и номенклатуре деталей-операций

Разработана обобщенная программа повышения эффективности

энергопотребления ТС. Она включает в себя четыре группы управлений:

- организационные мероприятия;

- усовершенствования;

- модернизация технологических процессов.

- структурные изменения в ТС.

Все мероприятия направлены на приведение в соответствие затрат энергии, расходуемой для достижения требуемых результатов на том или ином иерархическом уровне ТС, минимально необходимому ее значению. Оно определяется на основе расчета норм затрат энергии по каждой детали-операции.

В качестве примера на базе обобщенной предложена конкретная программа повышения эффективности энергопотребления на участках термообработки, являющихся одними из основных потребителей технологической энергии в ТС.

Методической основой предлагаемой системы технологического мониторинга энергопотребления являются разработанные модели, методики расчета и нормирования затрат энергии, а также критерии оценки эффективности энергопотребления. Система обеспечивает оперативное слежение за соответствием структуры, технологических принципов, технических средств и загрузки режиму энергопотребления. Для ее реализации предложены цикл и системы диагностирования и управления энергопотреблением, включающие в себя различные иерархические уровни ТС.

Пятый раздел посвящен разработке структурных способов повышения эффективности энергопотребления ТС.

Структурные изменения в ТС требуют значительных капиталовложений. Они затрагивают многие стороны их деятельности и направлены на функциональную декомпозицию и децентрализацию, которые повышают их гибкость и живучесть. Это требует применения разработанного комплекса математических моделей для проведения на его основе глубоких предварительных исследований и выработки долгосрочных прогнозов результатов таких преобразований.

Структурные изменения, как было показано в главе 3, целесообразны и возможны в ТС при модульном их построении и значительных колебаниях загрузки производства. На основании проведенного исследований предложены два варианта организации модулей ТС:

- территориальные обособленные и изолированные модули с индивидуальным энергообеспечением;

- организационно и технологически обособленные, формально выделенные модули с общим подводом энергии.

Предложен ряд структур модульного построения ТС:

- с концентрическим расположением кольцевых модулей, в каждом из которых функционально обособлены производства;

- с последовательным или групповым расположением модулей, позволяющим получить разнообразные конфигурации ТС из модулей с различными производственными мощностями.

Произведена оценка возможности реализации идентичных транспортных потоков и размеров производственных площадей в модулях различной мощности.

В соответствии с системным подходом при решении задачи децентрализации подсистем генерации вторичных энергоносителей (сжатый воздух, тепло, пар и т.д.) ТС, имеющих большое подготовительно-заключительное время, учтены процессы их производства, передачи и потребления. Предложена методика децентрализации таких систем. Она включает в себя выбор структуры энергосистемы, ее параметров, средств реализации и их технических характеристик, удовлетворяющих требованиям эффективного энергопотребления в различных условиях функционирования. Ее внедрение позволяет сократить затраты энергии фонового потока в зависимости от загрузки на 20.. .25%.

Методический подход к структурным способам повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне систем машин базируется на предложенной развертке траекторий перемещения инструмента в полярной системе координат с центром в точке их смены. Она позволяет оценить меру соответствия размеров заготовки и рабочего пространства, общую длину и длину рабочих и холостых ходов инструментов и заготовок, а, следовательно, вспомогательное время и затраты энергии фонового потока при выполнении цикла работы ТСО.

В качестве структурного способа повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне системы машин, в частности, предложен

модульный принцип формирования характеристического размера ТСО: расстояния от точки смены инструментов до максимально удаленной точки начал и концов рабочих участков траекторий инструментов.

Для уменьшения потерь энергии в приводах главного движения предложена концепция построения идеальной машины с переменной "номинальной" мощностью, которая адаптируется к нагрузке. Такая машина всегда работает в номинальном режиме, обеспечивающем близкое к оптимальному значение соотношения полезной и потребляемой мощностей. По аналогии с результатами, полученными в главе 3, в качестве структурного способа на уровне машин предложен модульный принцип их построения. Он предполагает параллельную работу нескольких двигателей меньшей мощности при реализации специального алгоритма управления их включением в работу в соответствии с изменением общей нагрузки. Обоснована функция переключения асинхронных двигателей в приводе главного движения, позволяющая минимизировать потребление энергии в модульных машинах. Проведенные исследования показали, что при переменной нагрузке с преобладанием нагрузок значительно меньших номинальных значений, что характерно для станочного привода, применение модульных машин с точки зрения эффективности энергопотребления более выгодно. В частности, доказано, что модульная машина является более экономичной в тех случаях, когда длительность черновых режимов не превышает 40 + 60% от времени обработки заготовок на данной операции. Она позволяет сократить расходы энергии на чистовых проходах и холостых ходах на 10. ..25%.

Шестой раздел посвящен разработке параметрических способов повышения эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях.

На основании анализа траекторий перемещения инструментов в ТСО предложены технологические и программные средства сокращения затрат энергии фонового потока. Они минимизируют вспомогательное время при выполнении технологических операций на многооперационных станках путем оптимизации последовательности переходов и минимизации длины холостых перемещений инструмента при смене начальных точек рабочих участков с учетом конструктивных ограничений в рабочей зоне. Предложена методика предварительной сравнительной оценки эффективности энергопотребления ТС при использовании различных способов сокращения вспомогательного времени. Их применение позволяет снизить не только технологические затраты энергии, но и затраты фонового потока энергии на 15...25%.

В качестве параметрических способов повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне машин предложены:

- способ, основанный на стабилизации скольжения асинхронных двигателей приводов главного движения путем управления фазным напряжением;

- оптимизация настройки приводов подач станков с ЧПУ, учитывающая характеристики суппорта, кинематических связей и двигателей, нелинейности сил резания и трения в направляющих.

В результате математического и экспериментального моделирования первого способа обоснован метод генерации фазного напряжения из кусочков синусоидальных напряжений повышенной частоты. Он предполагает включение последовательно с активно-индуктивной нагрузкой (двигателем) конденсатора с заданными начальными условиями и периодическим их изменением в определенные моменты времени. Предложено устройство регулятора мощности (патент РФ 1Ш 2187873 С1 от 20.08.2002) для асинхронных двигателей, реализующее двухконтурное управление по скольжению и коэффициенту мощности. Использование регулятора мощности в станках токарной группы, позволило уменьшить энергопотребление только приводов главного движения более чем на 20...30% в зависимости от размеров обрабатываемых заготовок. Наибольшее снижение расхода энергии достигнуто на чистовых режимах и холостых ходах и составило 65% и 75% соответственно.

Математическое моделирование второго способа показало, что при постоянных значениях настроек приводов подач станков с ЧПУ на чистовых режимах обработки в определенных условиях возникает срыв равномерного и переход к скачкообразному движению суппорта. В результате ухудшается качество обработанной поверхности, и резко возрастают непроизводительные потери энергии. На основании проведенных исследований предложена адаптивная система подстройки параметров регуляторов скорости и тока систем управления приводами, исключающая возможность возникновения скачкообразного движения суппорта. Ее применение позволило сократить энергопотребление машин на чистовых режимах на 12. ..15%.

При математическом обосновании процессов механической обработки с введением в зону резания тепловой энергии электроконтактным способом учтено образование тепловых источников в различных ее участках, в том числе в плоскости сдвига, под действием электрического тока, а также влияние на электрические характеристики материала в этих участках деформационных и тепловых процессов. Предложена адаптивная система управления, минимизирующая энергопотребление ТС на уровне воздействий с учетом ограничений по стойкости инструмента и развитию дуговых разрядов на режущей кромке инструмента. Ее применение позволяет сократить затраты энергии 15 ..25% в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

Предложенные практические средства позволяют оптимизировать энергопотребление на различных иерархических уровнях ТС при вариациях условий функционирования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ показал, что энергопотребление отечественных предприятий не отвечает современной концепции экономии энергоресурсов, поскольку в силу объективных причин нарушается соответствие структуры,

технологических принципов и технических средств условиям функционирования ТС на различных иерархических уровнях, отсутствуют методы и средства нормирования затрат энергии, нет четкого однозначного понимания проблем энергопотребления между внутренними ее поставщиками -службой энергетика и потребителями - службой технолога и производственными подразделениями; нет четких наглядных технических • критериев оценки эффективности энергопотребления ТС.

2. Предложено решение научной проблемы энергосбережения в технологических системах, заключающееся в создании технологических основ и технических принципов эффективного энергопотребления, базирующихся на управлении, учете и научно обоснованном нормировании затрат энергии на всех ее иерархических уровнях, имеющее важное народнохозяйственное значение.

3. Разработаны теоретические основы анализа и оценки эффективности энергопотребления ТС, включающие комплекс математических моделей в энергетических категориях:

- модель, устанавливающую функциональную связь структуры ТС, технологических принципов, технических средств, условий загрузки производства и режима энергопотребления, методической основой которой является годограф вектора «энергетического содержания» элемента материального потока в декартовой системе с координатами, характеризующими собственную энергию элемента, энергию его пространственного положения и энергию, накапливаемую в нем в результате воздействия производственной среды; она отражает изменение энергопотребления по мере продвижения элемента по ходу технологического процесса и доказывает с энергетической точки зрения необходимость реализации концепции динамического единства параметров ТС и условий функционирования;

- модель ТС операции, базирующуюся на понятии обобщенного г-параметра и устанавливающую функциональную связь локальной энергоемкости деталей-операций с параметрами технологических воздействий, переходов и маршрутов обработки, характеристиками обрабатываемых деталей и технологического оборудования; на ее основе, в частности, доказано, чем выше ограничения, накладываемые на воздействие оборудованием, оснасткой

> и заготовкой, тем ниже эффективность энергопотребления ТС;

-модель ТС в непрерывных переменных, устанавливающую функциональную связь режимов энергопотребления с установленными мощностями и распределением загрузки технологического оборудования; на ее основе доказана необходимость децентрализации ТС при больших колебаниях загрузки; показано, что при ее уменьшении менее 30% номинального значения затраты энергии в децентрализованной системе уменьшаются в 2...3,5 раза.

4. Предложены технические критерии оценки эффективности энергопотребления ТС, методической основой которых является векторное представление состояния ТС в энергетическом пространстве:

- обобщенный интегральный критерий характеризует положение вектор «энергетического содержания» элементов материального потока в декартовой системе координат и отражает эффективность использования энергии при выполнении заданного участка технологического процесса;

- частные дифференциальные критерии представляют производные от годографа вектор «энергетического содержания» по соответствующим координатам и характеризуют энергоемкости транспортных и технологических ' операций, а также изменение энергии пространственного положения при приращении собственной энергии элементов материального потока на единицу;

они отражают динамику изменения потребляемой и собственной энергии ±

элементов по ходу технологического процесса.

5. Разработана методика расчета, научно обоснованного прогнозирования и нормирования затрат энергии на различных иерархических уровнях ТС; она базируется на предложенных моделях и методах, включает в себя расчет затрат энергии на технологические и транспортные операции, а также на операции ожидания и хранения, которые выражаются через фоновый поток энергии; исходными данными для нее являются параметры структуры ТС, технологических процессов, воздействий, оборудования и его загрузка, а результатом - функция индивидуальных локальных затрат энергии.

6. Предложен комплекс структурных и параметрических способов повышения эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях:

• методика децентрализации систем генерации и распределения вторичных энергоносителей, ее применение позволяет снизить затраты энергии фонового потока энергии при колебаниях загрузки на 30% и бопее;

• система технологического мониторинга энергопотребления подразделений ТС, методическую основу которой составляют разработанные модели, методики и критерии оценки эффективности, результатом ее применения является повышение оперативности и адекватности управления энергопотреблением;

• комплекс технологических, программных и конструкторских средств, < основанных- на возможностях адаптации ТСО к изменяющимся условиям функционирования и объектам обработки и минимизирующих потери времени

и энергии при выполнении вспомогательных циклов. Использование предложенных средств позволяет сократить технологические затраты энергии '

на 5..10%, а фоновые на 15..25%;

• регулятор мощности асинхронных двигателей, обеспечивающий оптимальные условия энергопотребления станочных приводов, применение которого, например в станках токарной группы, позволяет снизить энергоемкость типовых операций на 20...30% в зависимости от сложности обрабатываемых поверхностей и соотношения черновых и чистовых режимов (устройство защищено патентом РФ ГШ 2187873 С1 от 20.08.2002);

• адаптивная система оперативной подстройки параметров регуляторов скорости и тока приводов подач, обеспечивающая снижение потерь энергии

при формообразующих движениях в зависимости от требуемого качества поверхности на 5... 10%;

• модульная структура приводов главного движения, реализация которой позволяет сократить потери энергии на не эффективных с точки зрения энергопотребления режимах: получистовых и чистовых проходах и холостых ходах на 10...25%;

• адаптивная система управления током, обеспечивающая введение в зону резания дополнительной тепловой энергии электроконтактным способом, контроль режима его ввода и поиск минимума энергопотребления при сохранении, а в некоторых случаях и увеличении стойкости инструмента; ее применение позволяет снизить энергопотребление особенно при обработке труднообрабатываемых материалов на 15...20%.

7. Результаты работы использованы при модернизации (децентрализации) системы обеспечения сжатым воздухом на ОАО "ТОЗ", что позволило уменьшить затраты энергии фонового потока на 30%; при модернизации и модульном построении преобразователей энергии для гальваники на токи 15кА для ОАО "Тяжпромарматура" г. Алексин; и при создании автоматического регулятора мощности асинхронного электропривода технологического оборудования, принятого к внедрению в Тульском научно-исследовательском технологическом институте, что привело к сокращению удельных затрат энергии технологического назначения на 8...10% и 30% соответственно.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В РАБОТАХ

1. A.C. 974527 (СССР). / Автономный инвертор / Сальников В. С., Золотых С. Ф. и др. Опубл. в Б.И., 1982, №42.

2. A.C. 1426714 (СССР). / Способ размерной электрохимической обработки / В. С. Сальников, А. H Евсеев и др. Опубл. в Б.И., 1988, №36

3. Сальников B.C., Евсеев А.Н. Управление процессом секционной электрохимической обработки // Деп. в ВНИИТЭМР. - №39-мш-88,1988. №8, С.64-78

4. A.C. 1565620 (СССР). / Способ размерной электрохимической обработки / Сальников, А. H Евсеев и др. Опубл. в Б.И., 1990, №19.

5. Сальников B.C., Евсеев А.Н. Пространственная локализация управляющих воздействий при ЭХО // Деп. в ВНИИТЭМР. - №279-89, 1990. -№1, С. 75-89.

6. Сальников В. С., Евсеев А.Н., Рыжов А.Н. Анализ технических решений секционной ЭХО // Электрохимические и электрофизические методы обработки металлов - Казань: Казанский авиационный институт, 1993. - С.40 - 43

7. Сальников B.C., Котенёв C.B. Вопросы энергосбережения в станках с ЧПУ // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. -Тула: ТулГУ, 1995. - С. 63 - 69.

8. Сальников B.C., Котенёв C.B., Путилин Е.Г. Некоторые аспекты управления температурным полем при тг.рмппйр^бдткЕ // Auw» зированные

«

РОС. НАЦИОНАЛОВ библиотека С.Птр6Л>Г 03 WO ИТ

станочные системы и роботизация производства. - Тула: ТулГУ, 1996. — С. 47 -68

9. Сальников B.C., Котенёв C.B., Панин В.В. Оптимальное управление асинхронными двигателями станочных систем II Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. - Гула: ТулГУ, 1996. - С. 36-41.

Ю.Сальников B.C., Котенёв C.B., Панин В.В. Теоретические посылки построения модульных приводов для станков с ЧПУ // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. - Тула: ТулГУ, 1996. - С. 47-59

П.Сальников B.C. Один из аспектов проблемы энергосбережения в современном производстве / Тез. Докл. Совместная сессия и выставка-ярмарка перспективных технологий. - Тула: Администрация Тульской области, 1997. -С. 37.

12.Сальников B.C., Котенёв C.B. Принципы энергосбережения в станках с ЧПУ // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. - Тула: ТулГУ, 1997. - С. 43 - 47.

1 З.Сальников B.C., Котенёв C.B., Золотых С.Ф. Некоторые аспекты пуска асинхронных двигателей мощных энергетических установок // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез докл. междунар. конф. - Тула: ТулГУ, 1997. - С. 71.

14.Сальников B.C., Котенёв C.B., Панин В.В. Оптимальное управление асинхронными двигателями в станочных системах И Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез докл. междунар. конф. - Тула: ТулГУ, 1997. - С. 70.

15.Сальников B.C., Котенёв C.B., Хабаров А.П. Снижение потерь энергии в приводах главного движения станков с ЧПУ // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез докл. междунар. конф.- Тула: ТулГУ, 1997. - С. 69.

16.Сальников B.C., Панин В.В. Оптимизация выбора компановок малогабаритных многооперационных станков // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез. докл. междунар. конф.-Тула: ТулГУ, 1997. - С. 104.

П.Шадский Г.В., Сальников B.C. Проблемы энергосбережения в современном производстве // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез. докл. междунар. конф. - Тула: ТулГУ, 1997. - С. 65.

18.Сальников B.C., Золотых С.Ф., Белов Д.С. Оптимизация энергопотребления производства на промышленных предприятиях // Управление и информатизация процессов 99 (АТМ-99): Тез. докл. междунар. конф. - Тула: ТулГУ, 1999. - С. 213 -124.

19.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Энергоемкость производства на предприятиях ВПК // "К 150-летию со дня рождения С.А. Мосина": Тез докл. междунар. конф. - Тула: Репро-Никс Лтд, 1999. - С. 73 -75.

20.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Энергетические особенности функционирования приводов кузнечно-штамповочных машин // Теория, технология, оборудование, автоматизация обработки металлов давлением. -Тула: ТулГИ, 1999. - С. 203 -208.

21.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Управление производственными системами по минимуму энергозатрат // Управление и информатизация процессов 99 (АТМ-99): Тез докл. междунар. конф. - Тула: ТулГУ, 1999.-С. 69-70.

22.Сальников В. С. Энергетический аспект моделирования производственных систем // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 6 (специальный). - Тула: ТулГУ, 2000.-С. 166-171.

23.Сальников B.C., Азотов A.C. Один из аспектов смены инструментов в МЦС // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2000 (АИМ 2000): Сб. науч. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: ТулГУ, 2000.-С. 14.

24.Сальников B.C., Азотов A.C. Технологические аспекты сокращения вспомогательного времени // "Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы", 4.2.: Материалы междунар. научн.-практич. конф. - Новочеркаск: Южно-Российский ГТУ, 2000. - С. 32.

25.Сальников B.C., Белов Д.С., Пушкин Н.М. Технологические вопросы планирования потребления электроэнергии в производственных системах // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2000 (АИМ 2000): Сб. науч. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: ТулГУ, 2000.-С. 15.

26.Сальников B.C., Котенёв C.B., Белов Д.С. Возможности генерации управляемой системы токов для питания асинхронных двигателей станочных систем // Лучшие научные работы студентов и молодых учёных технологического факультета 2000 / Под ред. Г.Г. Дубенского. - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 22 - 26.

27.Сальников B.C., Чепиляскин О. А. Некоторые аспекты уменьшения энергоёмкости ультразвуквого резания // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2000 (АИМ 2000): Сб. науч. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 132.

28. Сальников B.C. Чечуга О.В. Влияние характеристик привода подач на характер движения суппорта // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 6 (специальный) - Тула: ТулГУ, 2000.-С. 124- 127.

29.Сальников В. С., Шадский Г.В. Оценка качества функционирования производственных систем // Конструкторско-технологическая информатика -2000: Труды конгресса. В 2-х т. - М.: МГТУ "Станкин", 2000. - T. I. - С. 263 -265.

30.Сальников В. С., Шадский Г.В. Идентификация параметров процесса резания // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 6 (специальный) - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 83 - 91.

31.Сальников B.C., Шадский Г.В. Энергетический аспект оценки эффективности производственных систем // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2000 (АИМ 2000): Сб. науч. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 127.

32.111адский Г.В., Сальников В.С, Азотов A.C. Сокращение вспомогательного времени на многооперационных станках // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 6 (специальный) - Тула, ТулГУ, 2000. - С. 18 -22.

33.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Новые возможности асинхронного двигателя в автоматизированных станочных системах // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 6 (специальный). - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 73 -80.

34.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Одно из схемных решений источников питания для гальваники // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. -Тула: Гриф и К, 2000. -С. 247-251.

35.Шадский Г.В., Сальников B.C., Когенев C.B., Белов Д.С. Экономичный способ управления мощностью в технических объектах // Сборник научных трудов ведущих ученых технологического факультета /Под ред. Г. Г. Дубенского и др. - Тула: ТулГИ, 2000. - С. 88 -95.

36.Сальников B.C. Энергоресурсы технологической системы // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2001 (АИМ 2001): Сб. науч. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: Гриф и К, 2001.-С. 168-172.

37.Сальников B.C., Азотов A.C. Оптимизация траектории перемещения инструмента в многооперационных станках // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2001 (АИМ 2001): Сб. науч. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула : Гриф и К , 2001. - С. 66-69.

38.Сальников B.C., Шадский Г.В. Энергетика технологических операций // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2001 (АИМ 2001): Сб. науч. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. конф. - Тула: Гриф и К, 2001.-С. 133.

39.Сальников B.C., Шадский Г.В., Белов Д.С. Анализ нагрузки станочного привода // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2001 (АИМ 2001): Сб. науч. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. конф. -Тула: Гриф и К, 2001.-С. 139- 144.

40.Чечуга О.В., Сальников B.C. Возникновение колебаний в процессе резания // Автоматизация и информатизация в машиностроении 2001 (АИМ 2001): Сб. науч. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. конф. -Тула: Гриф и К, 2001. - С. 146 -150.

41.Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Компенсатор реактивной мощности // Свид. на пол. мод. № 19614 от 10.09.2001.

42.Сальников B.C. Модель управления энергоносителями производственной системы // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. - Тула: Гриф и К°, 2002. - С.241 -247.

43.Сальников В. С. Один из критериев оценки эффективности производственных систем / Автоматизация и современные технологии. -2002. -№3. - С. 15-18.

44.Сальников B.C., Анисимов A.B. Исследование процесса механической обработки материалов с целью обеспечения возможности его самонастройки // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. - Тула: Гриф и К, 2002. - С. 130-131.

45.Сальников B.C., Белов Д.С., Мартынов О.В. Управление приводами подач автоматизированных станочных систем // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. -Тула: Гриф и К, 2002.-С.251 -255.

46.Сальников B.C., Соколов И.В., Повышение эффективности механической обработки при резании с электроконтактным нагревом // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Сб. докл. междунар. конф. АПИР-6. /Под ред. Ю.Л. Маткина, A.C. Горелова. - Тула: ТулГУ, 2002. -С. 131 -133.

47.Соколов И.В.. Сальников B.C., Повышение эффективности механической обработки // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. - Тула: Гриф и К, 2002. - С. 134 -135.

48.Шадский Г.В., Сальников B.C. Энергоносители технологической системы // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Сб. докл. междунар. конф. АПИР-6. /под ред. Ю.Л. Маткина, A.C. Горелова. - Тула: Гриф и К, 2002. - С. 16 -21.

49.Шадский Г. В., Сальников В. С., Азотов А. С. Задачи минимизации вспомогательного времени в многооперационных станках // Автоматизация и современные технологии. - 2002. -№10. - С. 21 -24.

50.Шадский Г.В., Сальников В. С., Белов Д. С. Управление распределением вторичных энергоносителей производственной системы // Автоматизация и современные технологии. - 2002. - № 12. - С. 25 -28.

51.Шадский Г. В., Сальников B.C., Чечуга О.В. Методика настройки приводов подач технологической системы // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. - Тула: ТулГу, 2002.-С. 155-159.

52.Патент РФ RU 2187873 CI Н02 J 3/18, 20.08.2002 / Компенсатор реактивной мощности / Шадский Г. В., Сальников В. С., Белов Д. С. и др.

53.Сальников В. С. Модель энергопотребления технологической системы // Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып.1 (специальный). - Тула: Гриф и К, 2003. - С. 224 -230.

54.Сальников В. С. Качество распределения энергоресурсов производственной системы // Известия Тульского государственного

университета. Серия "Машиностроение". Вып.1 (специальный). -Тула: Гриф и К,2003.-С. 218-224.

55.Сальников B.C., Чечуга О.В. Влияние неравномерности движения суппорта на качество обработанной поверхности // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной научн.-техн. конф. -Тула: ТулГУ, 2003. - С. 218 -219.

56.Сальников B.C., Шадский Г. В. Анализ расходования энергоресурсов ПС

// Известия Тульского государственного университета. Серия 4

"Машиностроение". Вып. 1 (специальный) - Тула: Гриф и К, 2003. С. 258 -264.

57.Шадский Г.В., Сальников В. С. Идентификация параметров процесса резания // Известия Тульского государственного университета. Серия J "Машиностроение". Вып. 1 (специальный) - Тула: Гриф и К, 2003. - С. 209 -

218.

j

Подписано к печати 24.11.2003. Формат бумаги 60x84/16. Бумага типограф. JV»2. Офсетная печать. Усл. печ. л. 2,2. Усл. кр. Ott. 2,2. Уч. -изд. л. 2 Тираж 100 экз. Заю № 2165

Отпечатано с оригинал-макета в Государственном унитарном

иадательско-полнграфическом предприятии

«Тульский полиграфист». 300600, г. Тула, ул. Каминского, 33.

¥2145 1

1

i

I

j

I I

1

I

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1. Методы учета и нормирования затрат энергии.

1.2. Факторы эффективности энергопотребления.

1.3. Возможности управления энергопотреблением технологических систем.

1.4 Эффективность энергопотребления технологических систем операций.

Выводы по первой главе, цель и задачи исследований.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1 Сравнение эффективности энергопотребления технологических систем по их компонентам.

2.2. Обоснование требований к критерию эффективности энергопотребления.

2.3. Критерий эффективности энергопотребления технологических систем.

2.4.0ценка возможности управления фоновым потоком энергии.

2.5. Идентификация параметров процесса резания.

2.6. Модель энергопотребления на уровне систем машин.

4 2.7. Эффективность энергопотребления на уровне процессов операции механической обработки).

Выводы по второй главе.

3.МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ

ТЕХНОЛОГИЧЕКИХ СИСТЕМ.

3.1.Основные положения моделирования технологических систем в непрерывных переменных.

3.2. Модель энергопотребления на уровне комплексов систем машин.

3.3. Эффективность энергопотребления на уровне комплексов систем машин. 3.4 Управление энергопотреблением на основе самоорганизации технологических систем.

Выводы по третьей главе.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИГА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

4.1. Прогнозирование и нормирование затрат энергии.

4.2. Технологический мониторинг энергопотребления технологических систем.

4.3. Программа повышения эффективности энергопотребления.

Выводы по четвертой главе.

5. СТРУКТУРНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

5.1.Структурная адаптация технологических систем на уровне комплексов систем машин.

5.2. Управление распределением вторичных энергоносителей.

5.3. Методы сокращения затрат энергии на уровне систем машин при выполнении вспомогательных операций.

5.4. Модульный принцип построения технологических систем на уровне машин.

Выводы по пятой главе.

6. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

6.1. Сокращение затрат энергии фонового потока на уровне систем машин.

6.2. Параметрическое управление энергопотреблением на уровне машины.

6.3. Управления энергопотреблением на уровне машин при формообразующем движении.

6.4. Способы повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне воздействий (на примере процесса точения с введением тепла в зону резания).

Выводы по шестой главе.

Современная тенденция совершенствования производства направлена на повышение его энерговооруженности, на внедрение прогрессивных технологических процессов, на улучшение качества деталей машин путем использования различных видов механической, термической и гальванической обработки. Она характеризуется применением сложных и уникальных технологических процессов, в которых задействованы огромные потоки материалов и энергии. Постоянно возрастающие требования к качеству и стабильности этих процессов заставляют по новому взглянуть на энергопотребление в технологических системах (ТС). Техническая компонента этих систем имеет сложную иерархическую структуру, включающую в себя уровни: воздействий, процессов, машин (исполнительных органов), систем машин (технологического оборудования), комплексов систем машин (производственных подразделений). Каждый уровень вносит свой вклад в непроизводительные потери энергии. Ошибочная стратегия в управлении энергопотреблением ТС приводит к большим материальным и энергетическим потерям, и может явиться причиной ухудшения качества выпускаемой продукции.

Рост цен на нефть, начиная с 1973 г., заставил обратить пристальное внимание на необходимость эффективного использования энергоресурсов. Для начала, чтобы уменьшить видимые потери, страны — импортеры нефти взяли на вооружение стратегию сокращения энергопотребления, повышая цены или изменяя привычный образ жизни. Сокращение энергопотребления - это показатель ухудшения общепринятого качества жизни [270]. Хотя эти меры имели некоторый успех, концепция эффективного управления энергопотреблением возобладала в 80-х гг.[313, 318]. Она подразумевает максимально возможный выпуск продукции при ограниченном расходовании энергии. В отличие от сокращения энергопотребления это более динамичная концепция, опирающаяся на систематический контроль соответствия энергопотребления условиям функционирования и введению новых технологий.

Более эффективное энергопотребление приводит к уменьшению сбросовых потерь по всей цепочке преобразования энергии, начиная со снижения потребления ископаемых видов топлива. С экологической точки зрения это выражается в сокращении выбросов тепла, снижении парникового эффекта. Устранение причин непроизводительных потерь энергии дает больший эффект, чем борьба с их проявлениями.

Изменение режима энергопотребления являются результатом действия различного рода причин, связанных с циклом деловой активности. Они оказывают большое влияние на производственные издержки, цены, прибыли, инвестиционные стимулы и, следовательно, на инфляцию и экономический рост.

Важно обеспечить с точки зрения экономии затрат энергии наиболее гибкое и эффективное использование таких производственных ресурсов, как станки и оборудование. Лучшее использование "омертвленного" капитала, реагирование на достижения технического прогресса и быстрое изменение рынка — все это важные причины для разработки методов эффективного энергопотребления.

Многие виды деятельности подвержены существенным сезонным колебаниям. В промышленном производстве к изменению графика в зависимости от сезона зачастую прибегают как к средству ограничения роста запасов и "омертвления" капитала.

Для каждого вида работ сырье, как правило, заказывается и завозится на склад заблаговременно. Кроме того, в каждый отдельно взятый момент на предприятии всегда хранятся заделы, полуфабрикаты и различные комплектующие, ожидающие дальнейшей переработки. В отличие от них энергоресурсы не хранятся и не накапливаются, однако требуют заблаговременных финансовых затрат. Ни одна сколь угодно хорошо разработанная система не может быть эффективной при любых обстоятельствах. Чтобы максимизировать эффективность, в ее структуру должны быть заложены гибкость и динамизм. Однако любая организационная структура должна соответствовать системе и стилю управления.

Приспособление продукции к запросам потребителей накладывает непростые требования, как на службу сбыта, так и на систему производства. Предприятия должны уметь делать надежные прогнозы потребностей в различных моделях и узлах, а также быть в состоянии часто менять планы производства, а, следовательно, прогнозировать и необходимые затраты энергии.

В отечественной промышленности за последние 10 лет доля стоимости энергоносителей в себестоимости продукции по отдельным отраслям возросла с 5 - 7% до 20 - 25 % [197, 204, 226, 303]. С одной стороны, это объясняется уменьшением загрузки производства, которую здесь и в дальнейшем следует понимать как общее количество выполняемых деталей-операций в ТС. С другой, это показывает на не эффективное использование энергии технологическими комплексами предприятий машиностроения, то есть не рациональное энергопотребление и отсутствие возможности его изменения в нужном направлении. В связи, с чем анализ технологических основ режима энергопотребления ТС приобретает на современном этапе большое значение. Он позволяет принять эффективные и своевременные решения в коррекции структуры и организационно-технологических характеристик ТС, обеспечивающих снижение энергоемкости технологического процесса. Препятствием на этом пути является отсутствие: в теоретическом плане-единого подхода к различным подсистемам, определяющим режим энергопотребления ТС; в практическом плане- возможностей структурно параметрических изменений в ТС, соответствующих изменению условий функционирования, что не позволяет вскрыть техническую сущность той или иной проблемы и наметить пути ее решения.

Очевидно, чем сложнее система, тем более разносторонние и информативные показатели требуются для оценки качества ее функционирования. Оптимизация функционирования сложных систем невозможна без предварительной оценки их управляемости и наблюдаемости. Строгое решение задачи управляемости взаимосвязанных многоконтурных систем, к которым относится и ТС, требует четкого математического описания всех ее элементов и связей и представляет актуальную проблему на современном этапе. Особое место среди таких систем занимают ТС машиностроительных предприятий. В развитых промышленных странах объем продукции металлообработки составляет около 30.40% общего производства продукции [320]. Характерным ее признаком является частая смена номенклатуры обрабатываемых изделий, постоянный рост требований к качеству и эксплуатационным свойствам выпускаемой продукции, концентрация широкой гаммы, как обрабатывающих инструментов, так и материала заготовок на единицу технологического оборудования, увеличение доли использования точных заготовок и т. д. [148, 161, 172]. Это накладывает определенное порой существенное влияние на режим энергопотребления ТС на уровне машин и систем машин.

Требование увеличения гибкости технологического оборудования приводит к усложнению конструкций многоцелевых, многооперационных станков и обрабатывающих центров, вызванной, в частности, необходимостью увеличения числа режущих инструментов. Возрастает сложность, объем и стоимость средств доставки инструмента в зону резания. Существенным недостатком многооперационных станков является то, что смена режущего инструмента, как правило, происходит по конструктивным соображениям в определенных местах, находящихся на большом удалении от зоны резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, к значительному росту времени смены режущего инструмента, а, следовательно, к увеличению общего времени пребывания заготовки в производстве и, в конечном счете, к увеличению затрат энергии на ее изготовление. Время смены инструмента на отдельных многооперационных станках достигает 45 с и более, что снижает преимущества этого класса оборудования, обусловленные их высокой гибкостью [92].

В условиях постоянного роста стоимости энергоносителей, и как следствие, увеличения их доли в себестоимости изделий актуальной стала задача оценки соответствия энерговооруженности технологического оборудования решаемым технологическим задачам и условиям функционирования.

Одной из причин, приводящей к возникновению такого рода несоответствия, является отклонение нагрузки на привод от номинального значения, обусловленного непостоянством сил резания, которое объясняется в частности:

- большим разнообразием обрабатываемых заготовок и режимов резания;

- зависимостью коэффициента полезного действия (КПД) приводов от нагрузки;

- уменьшением коэффициента загрузки оборудования, и т.д.

Известно достаточно много способов стабилизации параметров процесса обработки. Однако эти способы имеют ряд существенных недостатков и не учитывают требования уменьшения потерь энергии в приводах станочных систем.

Высокие темпы развития машиностроения неразрывно связаны с интенсификацией процессов механической обработки материалов резанием. Несмотря на значительный прогресс в методах получения деталей без снятия стружки (давлением, точным литьем, сваркой и т. п.), удельная трудоемкость механосборочных работ не только не уменьшается, но даже возрастает и достигает по отдельным отраслям 60.70% общей трудоемкости изготовления машин. Это связано с непрерывно растущими требованиями к точности и качеству обработанной поверхности в условиях усложнения геометрических форм деталей машин, расширения области применения новых высокопрочных сталей и сплавов. По оценкам различных специалистов даже при точении только 10.Л5% энергии, вводимой в зону обработки, тратится на образование новых поверхностей на заготовке, что говорит об относительно высокой энергоемкости процесса. Поэтому интенсификация процесса резания, снижение его энергоемкости продолжают оставаться одной из важнейших проблем развития этого метода обработки.

Повышение прочности деталей машин на фоне необходимости интенсификации режимов резания приводят к тому, что температура процесса становится одним из факторов, ограничивающих производительность операций и оказывающих существенное влияние на качество и точность изделий. В связи с этим возникает необходимость управления тепловыми режимами при механической обработке материалов.

Благодаря научным исследованиям произошел значительный прогресс в этих методах обработки: разработаны оригинальные схемы резания, освоены новые инструментальные материалы и износостойкие покрытия, созданы эффективные составы СОЖ и методы подогрева срезаемого слоя и т. д. Однако большинство из них эффективны лишь в определенных, иногда очень узких условиях эксплуатации вследствие избирательности действия. Реализация их, как правило, связана с материальными затратами, и не учитывает необходимости повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне воздействий. В данной работе изменение режима энергопотребления, а также свойств инструментального и обрабатываемого материалов оценивается как следствие преобразования внешней энергии в энергию внутренних процессов взаимодействующих материалов. Определение закономерностей такого преобразования энергии позволяет раскрыть и максимально использовать внутренние ресурсы, заложенные в самом процессе резания, для управления энергопотреблением и стойкостью инструмента.

До недавнего времени увеличение скорости резания признавалось едва ли не единственным перспективным направлением развития механообработки, позволяющим сократить время на обработку и улучшить качество обработанной поверхности.

В создавшейся ситуации наиболее перспективными являются поиски альтернативных путей снижения энергоемкости процесса резания. К ним следует отнести введение в зону резания дополнительной энергии, снижающей работу образования новых поверхностей, в частности, энергию высокочастотных колебаний или теплового потока и т. д. Несмотря на большое количество исследований в этом направлении, остались открытыми вопросы определения оптимальных значений энергии, условий ее ввода и дозирования, согласования дополнительных источников энергии с основными источниками, способствующего проявлению синергетических эффектов.

Таким образом, актуальной является проблема нерационального потребления энергии технологическими комплексами предприятий машиностроения. Она усугубляется отсутствием технологических основ нормирования затрат энергии и нарушением соответствия энергопотребления технологически необходимым нормам на всех уровнях ТС при изменении условий функционирования. Решение этой проблемы требует обоснования эффективного энергопотребления ТС на основе ее модели, как единой системы с входными и выходными потоками, выраженными в энергетических категориях, создающей средства для контроля соответствия затрат энергии применяемой технологии, то есть технологического мониторинга режима энергопотребления. Проблема охватывает разработку новых принципов построения и адаптации структуры ТС к изменяющимся внешним и внутренним факторам, алгоритмов регулирования энергопотребления и технических средств для их реализации на различных иерархических уровнях. Ее решение позволит реализовать режим эффективного использования энергии в различных условиях функционирования ТС, обеспечивая требуемый объем выпуска продукции при ограниченном расходовании энергии.

К числу современных способов решения такого рода проблем следует отнести: системный подход к постановке задачи, учитывающий взаимодействие разнохарактерных подсистем на различных уровнях в пространственно-временной области. Математическое и имитационное моделирование объектов в такой постановке позволяет наметить организационно-технические мероприятия, сформулировать требования к структуре и элементам технологических систем, предложить новые оригинальные решения, алгоритмы управления и технические средства, реализующие их.

Цель работы заключается в повышении эффективности энергопотребления технологических систем на различных иерархических уровнях за счет адаптации их к внешним возмущениям при оптимальном управлении, учете и научно обоснованном нормировании затрат энергии.

В соответствии с поставленной целью определены и решены, следующие задачи исследований:

1. Построить модель технологической системы в энергетических категориях, устанавливающую функциональные связи ее загрузки, структуры, технологических принципов и технических средств, увязывающую затраты энергии и ее параметры на всех иерархических уровнях, а также позволяющую формализовать критерий эффективного энергопотребления.

2. Идентифицировать параметры воздействий, технологических процессов и оборудования, определяющие режимы энергопотребления технологических систем операции, разработать методику нормирования затрат энергии.

3. Разработать способы, технические средства и мероприятия повышения эффективности управления энергопотреблением технологических систем на различных иерархических уровнях.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы анализа и оценки эффективности энергопотребления, включающие в себя комплекс математических моделей ТС в энергетических категориях:

- модель, устанавливающую функциональную связь структуры ТС, технологических принципов, технических средств, условий загрузки производства и режима энергопотребления, методической основой которой является годограф вектора «энергетического содержания» элемента материального потока в декартовой системе с координатами, характеризующими собственную энергию элемента, энергию его пространственного положения и энергию, накапливаемую в нем в результате воздействия производственной среды; она отражает изменение энергопотребления по мере продвижения элемента по ходу технологического процесса;

- модель технологической системы операции механической обработки, базирующуюся на понятии обобщенного г-параметра и устанавливающую функциональную связь локальной энергоемкости деталей-операций с параметрами технологических воздействий, переходов и маршрутов обработки, характеристиками обрабатываемых деталей и технологического оборудования;

- модель ТС в непрерывных переменных, устанавливающую функциональные связи режимов энергопотребления с установленными мощностями и распределением загрузки технологического оборудования.

2. Критерии оценки эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях:

- обобщенный интегральный критерий, характеризующий положение вектор «энергетического содержания» элемента материального потока в декартовой системе координат и отражающий эффективность использования энергии на заданном участке технологического процесса;

- частные дифференциальные критерии, характеризующие энергоемкости соответственно транспортных и технологических операций, а также изменение энергии пространственного положения при приращении собственной энергии элемента материального потока на единицу; они отражают динамику изменения потребляемой и собственной энергии элемента по ходу технологического процесса.

3. Методические основы:

- расчета и нормирования затрат энергии ТС на различных иерархических уровнях: воздействий, процессов, машин, систем машин, комплексов систем машин;

- децентрализации систем генерации и распределения вторичных энергоносителей, учитывающей изменяющуюся в зависимости от условий функционирования ТС потребность в них производственных подразделений.

4. Результаты практической реализации разработанных методов и технических средств повышения эффективности энергопотребления ТС на различных иерархических уровнях.

Научная новизна заключается в установлении функциональных связей эффективности энергопотребления со структурой, технологическими принципами, техническими средствами и условиями функционирования технологических систем на различных иерархических уровнях, отражающих увеличение затрат энергии при нарушении единства их характеристик и условий функционирования, и раскрываемых на основе математических моделей в энергетических категориях и критерия оценки эффективности использования энергии, методической основой которых является годограф вектора "энергетического содержания" элемента материального потока в декартовой системе с координатами, характеризующими собственную энергию элементов, энергию их пространственного положения и энергию, накапливаемую в них в результате воздействия производственной среды.

Методы исследования. Теоретические исследования процессов энергопотребления ТС проводились с использованием векторного анализа, термодинамики, электродинамики, методов вариационного исчисления, теории управления нелинейными системами и системами с распределенными параметрами, основных положений технологии машиностроения. Вычислительные эксперименты проводились с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования электрических, электромеханических и тепломеханических систем на основе стандартных пакетов и программ МАРЬ и М1*сгоСир. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на реальном технологическом оборудовании и специальных установках. Достоверность результатов подтверждается использованием современных регистрирующих приборов и методов обработки результатов экспериментов и их совпадением с выдвинутыми теоретическими положениями.

Практическая значимость заключается в следующих результатах:

- научно обоснованные методы расчета и прогнозирование затрат энергии, позволяют осуществлять нормирование и формирование своевременных оптимальных заказов на энергоносители, исключающие возможность омертвления капитала и создающие реальные средства для технологического мониторинга энергопотребления ТС;

- методика построения систем генерации и распределения вторичных энергоносителей учитывает изменяющуюся в зависимости от условий функционирования ТС потребность в них производственных подразделений;

- комплекс технологических, программных и конструкторских средств, основанных на возможностях адаптации ТС на уровне систем машин к изменяющимся условиям функционирования и объектам обработки, позволяет минимизировать потери времени и энергии при выполнении вспомогательных циклов;

- технические решения устройств и систем управления исполнительными органами обеспечивают повышение эффективности энергопотребления ТС на уровне машин и процессов при выполнении вспомогательных и формообразующих движений (например, регулятор мощности, защищенный патентом РФ 1Ш 2187873 С1 от 20.08.2002);

- алгоритм и система управления процессом обработки обеспечивают повышение эффективности энергопотребления ТС на уровне воздействия путем введения в его зону дополнительной энергии, например, при точении электроконтактным способом тепловой энергии.

Научные положения диссертации использованы в учебном процессе:

- при написании конспектов лекций и подготовке лабораторных работ по курсам: «Управление процессами и объектами машиностроения» и «Автоматизация технологических процессов и производств»;

- при подготовке магистерских диссертаций и выполнении исследовательских дипломных проектов.

Практическая реализация. Результаты проведенных исследований использованы при модернизации (децентрализации) системы обеспечения сжатым воздухом ОАО "Тульский оружейный завод", при модернизации и модульном построении преобразователей энергии для гальваники на токи 15кА для ОАО "Тяжпромарматура" г. Алексин; и создании автоматического регулятора мощности асинхронного электропривода технологического оборудования, принятого к внедрению в Тульском научно-исследовательском технологическом институте.

7. Результаты работы использованы при модернизации (децентрализации) системы обеспечения сжатым воздухом на ОАО "ТОЗ", что позволило уменьшить затраты энергии фонового потока на 30%; при модернизации и модульном построении преобразователей энергии для гальваники на токи 15кА для ОАО "Тяжпромарматура" г. Алексин; и при создании автоматического регулятора мощности асинхронного электропривода технологического оборудования, принятого к внедрению в Тульском научно-исследовательском технологическом институте, что привело к сокращению удельных затрат энергии технологического назначения на 8. 10% и 30% соответственно.

1. Абрамов О.В. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов. М.: Наука, 1986. - 276 с.

2. Аверьянов О.И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1987. - 232 с.

3. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении /Под общ. Ред. д.т.н., Ю. М. Соломенцева и д.т.н. В. Г. Митрофанова. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1986. - 256 с.

4. Автоматизация дискретного производства /Под общ. Ред. проф. Е. И. Семенова и проф. Л. И. Влчкевича. М.: Машиностроение; - София: Техника, 1987.-520 с.

5. Агрегатные комплексы технических средств АСУ ТП. Справочник. / Под общ. Ред. Н. А. Боборыкина. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985 -271 с.

6. Адаптивное управление станками. /Под ред. Б.С. Балакшина. М.: Машиностроение, 1973. - 684 с.

7. Алифанов А.Я. Основные принципы электрофизических, электромеханических и комбинированных методов обработки // Вестник машиностроения. 1993. - № 5-6, - с. 41 - 45

8. Анчарова Т. В., Гамазин С. И., Шевченко В. В. Энергосберегающая технология. Электроснабжение народного хозяйства: Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях. Кн. 5 / Под редакцией В. А. Веникова. М.: Высшая школа, 1990. - 144 с.

9. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. -3-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1976. - 440 с.

10. Архипцев Ю.Ф., Котеленец Н. Ф. Асинхронные электродвигатели. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 104 с.

11. A.c. 983672 (СССР). / Стабилизированный источник питания переменного напряжения / П.А. Глузман, В.В. Юдин, Ю.А. Черных. Опубл. в Б.И., 1982, №47.

12. A.c. 974527 (СССР). / Автономный инвертор / Сальников В. С., С. Ф. Золотых и др. Опубл. в Б.И., 1982, №42.

13. A.c. 1426714 (СССР). / Способ размерной электрохимической обработки / В. С. Сальников, А. Н Евсеев и др. Опубл. в Б.И., 1988, №36.

14. A.c. 1463411 (СССР). / Способ изготовления сложнофасонного электрода-инструмента / В. В. Любимов, В. С. Сальников и др. Опубл. в Б.И., 1989, №9.

15. A.c. 1565620 (СССР). / Способ размерной электрохимической обработки / Сальников, А. Н Евсеев и др. Опубл. в Б.И., 1990, №19.

16. Асатур К.Г. Механика динамического разрушения. Санкт-Петербург, 1997.-80 с.

17. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М: Машиностроение, 1969. - 560 с.

18. Баранчиков В.И. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.

19. Баранчук Е. И. Взаимосвязанные и многоконтурные регулируемые системы. Л.: Энергия, Ленингр. Отд-ние, 1968. - 267 с.

20. Башарин A.B., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ: Учебное пособие для вузов. 3-е изд. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 512 с.

21. Беспалов В.Я., Зверев К.Н. Импульсные перенапряжения в обмотках асинхронных двигателей при питании от ШИМ-преобразователей. // Электротехника. 1999. - № 9. - С. 56 - 59.

22. Бесекерский В.А. Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1966. - 920 с.

23. Бжелич С., Желич Н. Автоматическое вторичное управление напряжением и реактивной мощностью на многопараметрической основе. //Электричество. 1995. -№ 6. - С. 2 - 13.

24. Бобров В. Ф., Грановский Г. И. и др. Развитие науки о резании металлов. М: Машиностроение, 1967. - 416 с.

25. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.-344 с.

26. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 224 с.

27. Браславский И.Я. О возможностях энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных приводов // Электротехника. -1998. -№ 8. -С. 2-6.

28. Барун В. А., Будинский А. А. Станки с программным управлением и программирование обработки. М.: «Машиностроение», 1965. - 348 с.

29. Богословский В. Н., Щеглов В. П. Отопление и вентиляция. М.: Стройиздат, 1970. - 304 с.

30. Браилов И. Г. Моделирование процесса формообразования на станках сЧПУ // Станки и инструмент. - 1998. -№ 2, - с. 12-16.

31. Брокли С.А., Дейвис Н. Временная зависимость статического трения // Пробл. трения и смазки. 1968. - №1. - С. 57 - 67.

32. Брокли С.А., Камерун Р. Поттер А.Ф. Фрикционные колебания // Пробл. трения и смазки.-1967.-Т. 89.-№2.-С. 101 -108.

33. Брокли С.А., Ко П.Л. Квазигармонические колебания, вызванные силами трения // Пробл. трения и смазки. 1970. - Т. 92. - №4. - С. 15-21.

34. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. М.: Наука, 1964.-608 с.

35. Булатов О.Г., Царенко А.И., Поляков В.Д. Тиристорно-конденсаторные0источники питания для электротехнологии. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 200

36. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. 3-е изд. пепераб. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 216 с.

37. Бутковский А. Г. Методы управления системами с распределёнными параметрами. М.: Наука, 1975. - 568 с.

38. Вагапов И.К. Нелинейные эффекты в ультразвуковой обработке. М.: Наука и техника, 1987.- 159 с.

39. Вальков В.М. Контроль в ГАП. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1986.-232 с.

40. Васильев C.B., Ефимов В.Н. Современные тенденции развития станкостроения // СТИН. 1999. - № 6. - С. 38 - 47.

41. Васильев C.B. Реализация энергосберегающих технологий в перспективных станках // СТИН. 1998. 5. - С. 3 - 7.

42. Васин С. А., Верещака А. С., -Кушнер В. С. Резание металлов. Термомеханический подход к системе взаимодействий при резании. М.: изд-во МГТУ им. Баумана, 2001.-448 с.

43. Великанов K.M., Новожилов В.В. Экономичные режимы резания металлов. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1972. - 120 с.

44. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учеб. для электроэнергет. спец. вузов. 4-е изд. перераб. и. доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 536 с.

45. Вигак В.М. Оптимальное управление нестационарными температурными режимами. Киев: "Наукова Думка", 1979. - 360 с.

46. Вибрационное резание металлов / Н.И. Ахметшин, Э.М. Гоц, Н.Ф. Родиков; под ред. K.M. Рагульскиса. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1987.-80 с.

47. Влияние конструктивно-технологических особенностей станка на величину станкоемкости технологической операции /Шадский Г.В., Ковешников В.А., Трушин H.H., Анцев В.Ю. // ТулПИ. Тула, 1973. - 20с. Деп. в ВНИИТЭМР, № 87 мш - 86 Деп.

48. Влияние внутренней обратной связи по ЭДС двигателя на характер переходных процессов в системах подчиненного регулирования / В.П. Бычков, П.И. Чурсин, K.M. Вега и др. // Труды МЭИ. 1979. - №400. - С. 30 - 32.

49. Воинова Т.В. Математическая модель для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором //Электротехника. -1998. -№ 6. С. 62-67

50. Вольдек А.И. Электрические машины: Учебник для студентов ВТУЗов. 3-е изд. - JI.: Энергия, 1978. - 832 с.

51. Врагов Ю. Д. Анализ компоновок металлорежущих станков: (Основы компонетики). М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.

52. Врагов Ю. Д. Основы проектирования интегральных станков (обрабатывающих центров). Горький: ГНИ, 1970. - 82 с.

53. Вульф А. М. Резание металлов. М: Машиностроение, 1973. - 496 с.

54. Высокопроизводительное резание в машиностроении. / Под ред. АИ. Исаева. М.: "Наука", 1966. - 350 с.

55. Гизенбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях. 2-е изд. перераб. и. доп. - М.: Советское радио, 1959. - 404 с.

56. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учебн. пособие. -Ростов н/Д: Феникс, 2000. 256 с.

57. Глинтерник С.Р. Тиристорные преобразователи со статическими компенсирующими устройствами. JI.: Энергоатомиздат, Ленингр. Отд-ение, 1988.-240 с.

58. Глудкин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. Всеобщее управление качеством. / Под ред. О.П. Глудкина. М.: Радио и связь, 1999. -600 с.

59. ГОСТ 27.004-85 Надежность в технике. Системы технологические (термины и определения).

60. ГОСТ ИС09004-1 Система качества, (термины и определения)

61. Грановский Г.И., Грановский В.Г., Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. -М: Высш. шк., 1985. 304 с.

62. Гуляев В.И. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем. М.: Высшая школа, 1989. - 383 с.

63. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. -М.: Машиностроение, 1981. -224 с.

64. Денисов H.A., Егоров H.A., Гардаш В.В. Оценка габаритности обрабатываемых заготовок применительно к ЭХО. // Электрохимические и электрофизические методы обработки материалов: Сб. науч. Трудов. Тула: ТулПИ, 1987.-С. 33-42.

65. Динамика вентильного электропривода постоянного тока/ Н.В. Донской, А.Г. Иванов, В.М. Никитин и др. / Под ред. А.Д. Поздеева. М.: Энергия, 1975. - 223 с.

66. Динамика управляемого привода / Вейц B.J1., Вербовой П.Ф., Кочура А.Е., и др. Киев: Наук, думка, 1990. - 300 с.

67. Евстигнеев В. Н., Максимов М. А. Системы автоматической сменыинструментов. Горький: ГПИ, 1974. - 63 с.

68. Егоров В.Н., Корженеевский-Яковлев О.В. Цифровое моделирование систем электропривода. -J1.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. 168 с.

69. Ермолаев Г. В. Автоматическая смена инструментов на станках с программным управлением // Станки и инструмент. 1967. -№5. - с. 3 - 7.

70. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1986. - 124 с.

71. Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров. М.: Энергия, 1974. - 125 с.

72. Зориктуев В.Ц., Исаев Ш.Г. Зависимость электрической проводимости контакта "инструмент-деталь" от параметров процесса резания. // Вестник машиностроения. 1985. -№ 9. - с. 64 - 66.

73. Зориктуев В.Ц., Исаев Ш.Г. Температура на контактных поверхностях инструмента и средняя термо-ЭДС контакта инструмент-деталь. // Известия вузов.- 1985.-№ Ю.-с. 146-148.

74. Игумнов Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1980. - 265 с.

75. Измерение электрических и неэлектрических величин / Евтихев Н.Н., Купершмид Я.А., Папуловский В.Ф., Скугоров Я.А. М.: Энергоатомиздат, 1990.-352 с.

76. Ильяшов В.П. Конденсаторные установки промышленных предприятий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 152 с.

77. Имитационное моделирование ' в оперативном управлении производством / Н. А. Саломатин, Г. В. Беляев, В. Ф. Петроченко, Е. В. Прошляков. М.: Машиностроение, 1984. - 208 с.

78. Инструментальные системы автоматизированного производства / Гжиров Р. И., Гречишников В. А., Логашев В. Г., Серебреницкий П. П., Соломенцев Ю. М: Учебник для студентов машиностр. Спец. вузов. СПб.: Политехника, 1993. -399 с.

79. Интегрированная АСК/ТПП Кредо / Генерация программ для оборудования с ЧПУ: Общее описание. // Автоматизация проектирования. -1998.-№4.

80. Исаев А.И. Микрогеометрия поверхности при токарной обработке. J1.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1950. - 106 с.

81. Кабалдин Ю.Г. Структурно-энергетический подход к изнашиванию твердых сплавов // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1990. - №12. - с. 62 -68.

82. Кабалдин Ю.Г. , Хромов А.Н. ,Егорова Ю.Г. Жесткопластическая модель процесса резания металлов // Вестник машиностроения. 1998. - № 2. -с. 19-23.

83. Кайдановский H.J1., Хайкин С.Э. Механические релаксационные колебания // ЖТФ. 1993. - Т.З, вып.1. - С. 91 -107.

84. Касаткин A.C. Электротехника: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1969. - 592 с.

85. Клубович B.C. Ультразвуковая обработка материалов. Мн.: Наука и техника, 1981.- 295 с.

86. Ключников А.Т. Математическая модель несимметричной многофазной машины в пространственно временных координатах // Электричество. 1998. -№ 7. - С. 36 - 39

87. Княжицкий И. И., Кокошкин Ю. А., Уралов В. Технико-экономический анализ эффективности применения ОЦ для обработки корпусных деталей. //Санки и инструмент. 1971. - №9. - с. 17-21.

88. Ковалев Ф.И., Лапир М.А., Усов H.H. Энергосбережение в жилищно-коммунальных и бытовой сферах // Электричество. 1999. - № 11. - С. 17-22.

89. Колесов B.C. Оптимальное управление процессом теплопередачи между соприкасающимися телами // Инж. физ. журнал. 1978. - Т. 35. - с. 718 - 723.

90. Ключников А.Т. Математическая модель несимметричной многофазной машины в пространственно временных координатах // Электричество. 1998. -№ 7. - С. 36-39.

91. Комплексная автоматизация производства /Я. И. Волчкевич, М. П. Ковалев, М. М. Кузнецов. М.: Машиностроение, 1983. - 269 с.

92. Комплексные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков / Н.В. Донской,,A.A. Кириллов, Я.М. Купчан и др./ Под ред. А.Д. Поздеева. М.: Энергия, 1975. - 223 с.

93. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, A.C. Горобец, Б.И. Мошкович и др. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319

94. Константинов В.Г. Многофазные бесфильтровые преобразователи частоты и числа фаз для регулируемых электроприводов // Электротехника. -1999.-№7.-С. 18-31.

95. Конюхова Е.А. Выбор мощности батарей конденсаторов в цеховых сетях промышленных предприятий с учетом режимов напряжения // Электричество. 1998.-№ 1.-С. 18-25.

96. Копылов Ю.В., Чуланов Б.А. Экономия электроэнергии в промышленности: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 112 с.

97. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 360 с.

98. Копылов И.П., Фильц Р.В., Яворский Я.Я. Об уравнениях асинхронной машины в различных системах координат // Электромеханика. Изв. вузов. -1986.-№6.-С. 22-33.

99. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1973. - 560 с.

100. Кузнецов Ю. И. Устройства для автоматической смены инструментов и заготовок на станках с ЧПУ: Обзор / Технология металлообрабатывающего производства: Сер. 6-3. М.: НИИмаш, 1983. - 72 с.

101. М.Левин А.И. Приближенный расчет автоколебаний // Машиноведение. -1981. -№ 2. С. 26-31.

102. Левшин Л. В. Экономические связи между производством и потреблением // Экономика. 1972. -№3. - с. 22 -27.Иб.Ловчиков А.Н., Носкова Е.Е. Анализ и синтез широтно-импульсных систем // Электротехника. 1998. - № 12. - С. 38 - 42.

103. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

104. Луговой A.B. К теории энергосбережения средствами промышленного электропривода // Электротехника. 1999. - № 5. - С. 62 - 67

105. Лукинов А.П. Проектирование мехатронных устройств: Учебное пособие. М.: МГТУ "Станкин", 1996. - 125 с.

106. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976.-278 с.

107. Малафеев С.И. Автоматическая система управления тиристорно-реакторным компенсатором // Электричество. 1997. - № 6. - С. 13-18

108. Мамаев В. С., Осипов Е. Г. Основы проектирования машиностроительных заводов М.: Машиностроение, 1974. - 295 с.

109. Манзон Б.М. Maple V Power Edition М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1998. - 240 с.

110. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980. - 237 с.

111. Массори О., Кореп И. Анализ устойчивости адаптивной системыуправления, применяемой для стабилизации силы резания при точении // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир. 1985. - № 4. - с. 110-119.

112. Маталин A.A. Технология механической обработки. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1977. -460 с.

113. Маталин A.A., Дашевский Т.Б., Княжицкий И.И. Многооперационные станки. М.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

114. Мелешин В.И., Якушев В.А., Фрейдлин С. Анализ транзисторного преобразователя постоянного тока с мягкой коммутацией // Электричество. -2000.-№1.-С. 52-56.

115. Механика разрушения. Быстрое разрушение, остановка трещин: Сб. статей. /Перевод с английского Р.В. Гольштейн. М.: Мир 1981. - 253 с.

116. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1990. - 304 с.

117. Михайлов О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.

118. Михайлов О.П. Влияние параметров комплектного регулируемого электропривода на характеристики следящего привода станков // Станки и инструменты. 1991. - №3. - С. 27 - 29.

119. Многооперационные станки (обрабатывающие центры) / Ю. Д. Врагов, С. И. Игнатов, Ю. Б. Муравин, Н. В. Саввин: Сер. С-1. Станкостроение. М.: НИИМАШ, 1970. - 95 с.

120. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. -М.: Наука, 1975. -528 с.

121. Москоленко В.В. Автоматизированный привод: Учебник для вузов. -М.: Энергоатомиздат, 1986.-416 с.

122. Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами: Справочное пособие. / Под ред. А. С. Клюева. -М.: Энергия, 1977. 400 с.

123. Насад Т.Г., Козлов Г.А. Лезвийная обработка сталей с фрикционным подогревом зоны резания // СТИН. 2000. - № 12. - с. 21 - 24.

124. Насад Т.Г., Козлов Г.А. Определение силовых зависимостей при высокоскоростной обработке с дополнительным тепловым нагревом // СТИН. -2001.-№6.-с. 24-27.

125. Обоснование критериев эффективности при выборе станочной системы автоматизированного производства. / Г.В. Шадский, В.А. Ковешников, В.Ю. Анцев, Н.Н. Трушин / ТулПИ. Тула, 1986 - 20с. - Деп. в ВНИИТЭМР, № 88 -мш-86 Деп.

126. Обработка резанием высокопрочных коррозионностойких и жаропрочных сталей. /Под ред. Петрухи П.Г. М.: Машиностроение, 1980. -168 с.

127. Обработка металлов резанием с плазменным нагревом / Под ред. А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1986. - 230 с.

128. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом / А. Н. Строков, Ш. Л. Теслер, С. П. Шабашов, Д. С. Элисон. М.: Машиностроение, 1977. - 140 с.

129. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на токарно-автоматные работы. Изд. 3-е. - М.: Машиностроение, 1979. - 245 с.

130. Огурцов А.И. Модель плоского возмущенного движения ползуна с учетом нелинейной подъемной силы // СТИН. 2000. - №7. - С. 11 - 13.

131. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках /А. М. Гильман, JI. А. Брахман и др. М.: Машиностроение, 1972. - 188 с.

132. Оптимизация технологических процессов механической обработки. / Под. ред. Гавриш А.П. К.: Наук, думка, 1989. - 192 с.

133. Организация и планирование машиностроительного производства. Справочник. Ахумов А. В. JI.: Машиностроение, 1972. - 208 с.

134. Организационно-технологическое проектирование ГТТС /Под общей редакцией д.т.н., проф. С. П. Митрофанова. -П.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1986.-294 с.

135. Орликов M.JI. Динамика станков. 2-е изд., прераб. и доп. - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989. - 272 с.

136. Основы автоматизации управления производством /Под редакцией чл.-кор. АН СССР И. М. Макарова. М.: Высш. школа, 1983. - 504 с.

137. Основы управления технологическими процессами / Под редакцией Н. С. Райбмана. М.: Наука, 1978. - 440 с.

138. Основы физики и техники ультразвука / Б. А. Агранов, М. Н. Дубровин, Н. Н. Хавский и др. -М.: Высш. Шк., 1987.-352 с.

139. Павлов В. А., Тимофеев А. В. Построение и стабилизация программных движений подвижного робота-манипулятора // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1976. - № 5. - с. 42 - 57.

140. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1991.-356 с.

141. Патент РФ RU 2187873 С1 / Компенсатор реактивной мощности / Г. В. Шадский, В. С. Сальников и др. МКИ6 Н 02 J 3/18, опубл. 20.08.2002

142. Патент РФ №2027278 / Трехфазный компенсатор реактивной мощности / B.C. Климаш, И.Г. Симоненко. МПК6 H02J3/18, опубл. 20.01.95

143. Патент РФ №2047937 / Однофазный двухскоростной асинхронный электропривод/В.Н. Дмитриев, В.Н. Поплаухин. МПК6 6Н02Р 1/42, опубл. 10.11.95

144. Патент РФ №2072620 / Электропривод переменного тока / В.Н. Мещеряков. МПК6 6Н02Р 7/36 / Н02К 17/30, опубл. 27.01.97

145. Патент РФ №2154333 / Компенсатор реактивной мощности / B.C. Климат, И.Г. Симоненко. МПК6 H02J3/18, G05F1/70 опубл. 10.08.2000

146. Петленко Б.И., Волоков В.Д. Характеристики двигателя в каскадной схеме с частотным регулированием // Электричество. 1995. - № 2. - С. 42 - 46.

147. Петров В. А., Масленников А. Н., Осипов Л. А. Планирование гибких производственных систем. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985.-182с.

148. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. - 357 с.

149. Подураев В. Н. Технология физико-химических методов обработки. -М: Машиностроение, 1985. 264 с.

150. Поздняк Г.Г., Азаров В.А., Хамис Яхья Математическая и физическая модели отклонений формы поверхности при точении на особоточных станках // СТИН.-2000.-№8.-С. 29.

151. Полищук В.И. Системы подчиненного регулирования с компенсацией внутренней обратной связи по ЭДС двигателя // Известия вузов. Электромеханика. 1983. - № 8. - С. 28 - 30.

152. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М.: "Металлургия", 1976. -480 с.

153. Попов А.Н. Частотное управление асинхронным двигателем // Электротехника. 1999. - №8. - С. 5 - 11.

154. Прня Р. Качество напряжения новое в решении проблемы компенсации реактивной мощности // Электротехника. - 1999. - №4. - С. 32 - 35.

155. Прыкин Б.П. Технико-экономический анализ производства: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 399 с.

156. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник. / Под ред. Баранчикова В.Н., Жаринова A.B. и др. М.: Машиностроение, - 1990. - 400 с.

157. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов. / Под общ. ред. Копылова И.П. В 2-х кн. М.: Энергоатомиздат, 1993. - 350 с.

158. Пуховский Е. С. Технологические основы гибкого автоматизированного производства. Киев: Выща шк. Головное изд-во, 1989. - 240 с.

159. Пуш В.Э. Малые перемещения в станках. -М.: Машгиз., 1961. 124 с.

160. Пуш Э.В., Кочинев H.A., Хаатрян А.Х. Формообразование поверхности при точении с учетом относительных колебаний заготовки и инструмента // СТИН.- 1991.-№7.-С. 28-30.

161. Пуш A.B., Ивахненко А.Г. Методология концептуального проектирования металлорежущих систем // СТИН. 1998. - № 4. - С. 3 - 5.

162. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1987. - 322 с.

163. Растригин Л. А. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов. радио, 1980. - 232 с.

164. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro- Сар V. М.: "Солон", 1997. - 280 с.

165. Ратмиров В. А. Управление станками гибких производственных систем. -М.: Машиностроение, 1987.-272 с.

166. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработкиматериалов. М.: Машиностроение, 1981. -279 с.

167. Резников А.Н., Резников JI.А. Тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для м/с спец. ВУЗов. М.: Машиностроение, 1990. - 287 с.

168. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк A.A. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники. // Электротехника. -1999. №4. - С. 28 - 32.

169. Руководство пользователя программой осциллографа и спектроанализатора для плат серии JIA-2 к ПЭВМ типа IBM PC/AT/EISA

170. Руководство по эксплуатации "Станок токарный с числовым программным управлением 16А20ФЗ.РЭ"

171. Рустем С. J1. Оборудование и проектирование термических цехов. М.: Машгиз, 1962.-588 с.

172. Рыбкин С.Е., Изосимов Д.Б. Широтно-импульсная модуляция напряжения трехфазных автономных инверторов. // Электричество. 1999. -№6.-С. 31 -39.

173. Рыжкин A.A., Шучев К.Г. Физические аспекты оптимизации режима резания по критерию износостойкости инструмента // СТИН. 1999. - № 9. — С. 21-24.

174. Рыжов Э.В. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наук. Думка, 1989. - 192 с.

175. Рыжов О.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. -176 с.

176. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Улашкин А.П. Теоретическое определение высоты шероховатости при вибрационном накатывании // Изв. вузов. Машиностроение. 1980. - №5. - С. 436 - 439.

177. Сабинин Ю.А., Грузов B.JI. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. J1.: Энергоатомиздат, Ленингр. Отд-ние, 1985. - 128 с.

178. Сальников B.C. Модель управления энергоносителями производственной системы. // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К°, 2002. - с. 241 -247.

179. Сальников В. С. Один из критериев оценки эффективности производственных систем. /Автоматизация и современные технологии. 2002. - №3. - с. 15-18.

180. Сальников В. С. Энергетический аспект моделирования производственных систем //Известия Тульского государственногоуниверситета. Серия машиностроение. Вып. 6 (специальный). Тула: ТулГУ, 2000. - С. 166-171.i

181. Сальников B.C., Шадский Г. В. Анализ расходования энергоресурсов ПС // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Выпуск 1 (специальный). Тула: Гриф и К, 2003. - с. 258 -264.

182. Сальников B.C. Энергоресурсы технологической системы //Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001): Сб. науч.трудов Второй междунар. элекетронной науч.-техн. конф. Тула: Гриф и К, 2001.-с. 168-172.

183. Сальников B.C. Один из аспектов проблемы энергосбережения вiсовременном производстве. / Тез. Докл. Совместная сессия и выставка-ярмарка перспективных технологий. Тула: Администрация Тульской области, 1997. -с. 37.

184. Сальников В. С. Модель энергопотребления технологической системы // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 1 (специальный). Тула: Гриф и К, 2003. - с. 224 - 230.

185. Сальников В. С. Качество распределения энергоресурсовпроизводственной системы // Известия Тульского государственногоуниверситета. Серия машиностроение. Вып. 1 (специальный). Тула: Гриф и К,t2003.-с. 218-224.

186. Сальников B.C., Белов Д.С., Мартынов О.В. Управление приводами подач автоматизированных станочных систем // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. -Тула: Гриф и К, 2002. с. 251 - 255.

187. Сальников B.C., Евсеев А.Н. Управление процессом секционной электрохимической обработки // Деп. в ВНИИТЭМР. №39-мш-88, 1988. №8, с. 64 - 78.

188. Сальников B.C., Евсеев А.Н. Пространственная локализация управляющих воздействий при ЭХО // Деп. в ВНИИТЭМР. №279-89, 1990. №1. -с. 75-89.

189. Сальников B.C., Евсеев А.Н., Гардаш В.В. Применение секционных электродов-инструментов для ЭХО // Электрохимические и электрофизически методы обработки металлов. Тула: ТулПИ, 1988. - С. 48 - 54.

190. Сальников В. С., Евсеев А.Н., Золотых С.Ф. Оценка сложности обрабатываемой поверхности при электрохимическом формообразовании // Деп. в ВНИИТЭМР. Ы554-мш-87, 1987. № 7. - с. 43 - 56.

191. Ю.Сальников В. С., Евсеев А.Н., Рыжов А.Н. Анализ технических решений секционной ЭХО // Электрохимические и электрофизические методыобработки металлов. Казань: Казанский авиационный институт, 1993. - С. 40 -43.

192. Сальников B.C., Золотых С.Ф., Белов Д.С. Оптимизация энергопотребления производства на промышленных предприятиях // Управление и информатизация процессов 99 (АТМ-99): Тез. Докл. Междунар. конф. Тула: ТулГУ, 1999. - с. 123 - 124.

193. Сальников B.C., Котенёв C.B. Вопросы энергосбережения в станках с Чпу // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. Тула: ТулГУ, 1995. - С .63 - 69.

194. Сальников B.C., Котенёв C.B., Путилин Е.Г. Некоторые аспекты управления температурным полем при термообработке // Автоматизированные станочные системы и роботизация производства. Тула: ТулГУ, 1996.- с. 47 -68.

195. Сальников B.C., Котенёв C.B. Принципы энергосбережения в станках с ЧПУ // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. Тула: ТулГУ, 1997. - С. 43 - 47.

196. Сальников B.C., Котснёв C.B., Панин B.B. Теоретические посылки построения модульных приводов для станков с ЧПУ // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. Тула: ТулГУ, 1996. - С. 47 - 59.

197. Сальников B.C., Котенёв C.B., Панин В.В. Оптимальное управление асинхронными двигателями станочных систем // Автоматизированные станочные системы и роботизированные комплексы. Тула: ТулГУ, 1996. - С. 36-41.

198. Сальников B.C., Чепиляскин О. А. Некоторые аспекты уменьшенияiэнергоёмкости ультразвуквого резания // Автоматизация и информатизация в машиностроении. (АИМ 2000): Сб. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: ТулГУ, 2000. - с. 132.

199. Сальников B.C. Чечуга О.В. Влияние характеристик привода подач на характер движения суппорта // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 6 (специальный). Тула: ТулГУ, 2000.-С. 124-127.

200. Сальников B.C., Чечуга О.В. Влияние неравномерности движения суппорта на качество обработанной поверхности // Технологическаясистемотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. -Тула: ТулГУ, 2002. С. 218 - 219.

201. Сальников B.C. Технологические основы эффективного энергопотребления производственных систем. Тула: Издательство "Тульский полиграфист", 2003. - 187 с.

202. Сальников В. С., Шадский Г.В. Идентификация параметров процесса резания // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 6 (специальный).- Тула: ТулГУ, 2000. С. 83 - 91.

203. Сальников B.C., Шадский Г.В. Энергетика технологических операций // Автоматизация и информатизация в машиностроении. (АИМ 2001): Сб. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К, 2001. - с. 133.

204. Сальников B.C., Шадский Г.В. Энергетический аспект оценки эффективности производственных систем // Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2000): Сб. трудов Первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: ТулГУ, 2000. - с. 127.

205. Сальников B.C., Шадский Г.В., Белов Д.С. Анализ нагрузки станочного привода // Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001): Сб. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К, 2001.-с. 139- 144.

206. Северденко В.П. Ультразвук и пластичность. Мн.: Наука и техника, 1976.-448с.

207. Сердюк А.И. Влияние режимов резания на эффективность работы ГПС // СТИН. 1997. - № 5. - С. 5-8.

208. Силин С.С., Баранов A.B. Оптимизация операций механической обработки по энергетическим критериям // СТИН. 1999. -№ 1. - С. 16 - 17.

209. Силин С.С. Аналитический метод определения обрабатываемости резанием сталей и сплавов на основе совместного изучения механических и тепловых явлений // Вестник машиностроения. 1993. -№5-6. - с. 12 - 15.

210. Силин С.С. Методы подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

211. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, J1.X. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

212. Складчиков Б.М., Санкин Ю.Н., Сумин Б.Я. Расчет колебаний узлов тяжелых металлорежущих станков на направляющих скольжения // Станки и инструмент. 1975. -№ 3. - С. 6 - 7.

213. Смирнов Ю.В. Оптимизация асинхронных электроприводов производственных машин с циклической ударной нагрузкой // Электричество. -1995.- №6. -С. 59-62.

214. Смирнов Ю.В. Применение метода средних потерь при выборе асинхронных двигателей // Электротехника. 1999. - №2. - С. 19 - 22.

215. Соколов Н.Г., Елисеев В.А. Расчеты по автоматизированному электроприводу металлорежущих станков. М.: Высш. шк., 1970. - 296 с.

216. Соколов И.В. Сальников B.C., Повышение эффективности механической обработки // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой между нар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К, 2002. - с. 134 -135.

217. Спектор С. А. Электрические измерения физических величин. JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 320 с.

218. Справочник технолога-машиностроения. Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. В 2-х т. т. 1. - М.: Машиностроение, 1990. - 495 с.

219. Справочник проектировщика АСУ ТП / Под редакцией Г. Л. Смилянского. М.: Машиностроение, 1983. - 527 с.

220. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и A.B. Шинянского. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.

221. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Промышленные электрические сети / Под общ. ред. A.A. Федорова и Г.В. Сербинского . 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 576с.

222. Справочник по электрическим машинам. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. В 2-х т. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

223. Справочник по точным решениям уравнений тепло- и массопереноса.Под ред. Полянина А.Д., Вязьмина A.B. М.: Факториал, 1998. - 368 с.1

224. Старков В. К. Дислокационные представления о резании металлов. М. Машиностроение, 1979. - 160 с.

225. Строков А.Н., Теслер Ш.Л., Шабашов С.П., Элисон Д.С. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом. М.: Машиностроение, 1977. - 140 с.

226. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 136 с.

227. Суслов А.Г. Техническое обеспечение параметров состоянияповерхностного слоя деталей. М.: Машиностроение. 1987. - 208 с.

228. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: "Машиностроение", 1992. - 240 с.

229. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / Под ред. Л.Г. Мамиконянца. 4-е изд., переработ, и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.

230. Талантов Н.В. Механизм изнашивания твердосплавного инструмента при обработке сталей // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1985. - №7. - с. 52 -57.

231. Ташлицкий H.H. Первичный источник энергии возбуждения автоколебаний при резании металлов // Вестник машиностроения. 1960. - №2. -с.12- 16.

232. Тафт В.А. Электрические цепи с переменными параметрами. М.: Энергия, 1968.-328 с.

233. Теплофизика технологических процессов. Методические указания. Под ред. С.А Чеснокова. Тула: ТулГУ, 1999. - 80с.

234. Теоретические основы электротехники: Линейные электрические цепи / Атабеков Г.И.: Учебник для вузов. 5-е изд., испр. и доп. В 3-х ч. - ч.1. - М.: Энергия, 1978.-592 с.

235. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах / Ящерицын П.И. и др.: Учебник для ВУЗов. Минск: Высшая школа. 1990.-510 с.

236. Технология машиностроения: Основы технологии машиностроения / Бурцев В.М., Васильев A.C., Дальский A.M. и др. / Под ред. А. М. Дальского: В 2-х т. Т. 1. - М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 1999. - 564 с.

237. Технология системного моделирования /Под общей редакцией акад. АН СССР С. В. Емельянова и др. М.: Машиностроение. - Берлин: Техник, 1988.-520 с.

238. Тимофеев А. В. Построение адаптивных систем управленияпрограммным движением. Л.: Энергия. Ленингр. Отд-ние, 1980. - 88 с.

239. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / Л.П. Петров, O.A. Андрющенко, В.И. Капинос и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. -200 с.

240. Тихонов А. Н.,Самарский А. А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, глав, ред-я физ.-мат. литер. 1972. 735 с.

241. Тищенко Н. М. Введение в проектирование систем управления. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 248 с.

242. Толстой Д.М. Собственные колебания ползуна, зависящие отIконтактной жидкости, и их влияние на трение // Докл. АН СССР. Т. 153. 1963. -№ 4. - С. 820-823.

243. Тондл А. Нелинейные колебания механических систем. -М.: Мир, 1973. -334 с.

244. Туманов И.М., Асабин A.A., Щетинин О.В., Бычков Е.В. Универсальный тиристорный модуль для повышения качества электроэнергии // Электричество. 1996. - № 2. - С. 29 - 35.

245. Федоров А. А., Ристхейн Э. М. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1981. - 360 с.

246. Федий B.C., Соболев В.Н. Электромагнитные процессы в последовательном RLC-контуре с коммутатором в цепи емкости (индуктивности) // Электричесво. 1996. - №9. - С. 67 - 71.

247. Фельдбаум А. А., Бутковский А. Г. Методы теории автоматического управления. М.: Наука, 1971. - 744 с.

248. Филимонов JI.H., Петрашина J1.H. Особенности стружкообразования в условиях локального термопластического сдвига при высокоскоростном резании. // Вестник машиностроения. 1993, -№ 5 - 6, - с. 23 - 25.

249. Фридман Б.Э. Формирование импульса тока при программируемом разряде емкостного накопителя энергии // Электричесво. 1999. - № 6. - С. 42 -48.

250. Харизоменов И.В., Харизоменов Г.И. Электрооборудование станков и автоматических линий: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

251. Цоцхадзе В.В. Производительная обработка предварительно нагретых жаропрочных сплавов. // СТИН. 2001. - № 6. - с. 23 - 25.

252. Чаплыгин Е.Е., Алешин M.J1., Николенко М.П. Параметрическое управление преобразователями с дозированной передачей энергии в нагрузку // Электричество. 1997. -№ 12. - С. 33 - 40.

253. Чечуга О.В., Сальников B.C. Возникновение колебаний в процессе резания // Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001): Сб. трудов Второй междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К, 2001.-С. 146-150.

254. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода: Учебник для ВТУЗов. 6-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

255. Шадский Г.В., Сальников B.C. Проблемы энергосбережения в современном производстве // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов: Тез. Докл. Междунар. конф. Тула: ТулГУ, 1997. - с. 65.

256. Шадский Г.В., Сальников B.C. Энергоносители технологической системы //Автоматизация : проблемы, идеи, решения АПИР-6: Сб. докл. Междунар. конф. / Под ред. Ю.Л. Маткина, A.C. Горелова. Тула: Гриф и К, 2002. - с. 16 -21.

257. Шадский Г.В., Сальников В. С. Идентификация параметров процесса резания // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 1 (специальный). Тула: Гриф и К, 2003. - с. 209 - 218.

258. Шадский Г.В., Сальников B.C., Азотов A.C. Сокращение вспомогательного времени на многооперационных станках // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 6 (специальный). Тула, ТулГУ, 2000. - с. 18-22.

259. Шадский Г. В., Сальников В. С., Азотов А. С. Задачи минимизации вспомогательного времени в многооперационных станках // Автоматизация и современные технологии. 2002. - №10. - с. 21 - 24.

260. Шадский Г.В., Сальников В. С., Белов Д. С. Управление распределением вторичных энергоносителов производственной системы // Автоматизация и современные технологии. 2002. - № 12. - с. 25 - 28.

261. Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Энергоемкость производства на предприятиях ВПК // К 150-летию со дня рождения С.А. Мосина: Тез. Докл. Междунар. конф. Тула: Репро-Никс Лтд, '1999. - с. 73 - 75.

262. Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Энергетические особенности функционирования приводов кузнечно-штамповочных машин //Теория, технология, оборудование, автоматизация обработки металлов давлением. -Тула: ТулГИ, 1999. с. 203 - 208.

263. Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Управление производственными системами по минимуму энергозатрат // Управление и информатизация процессов 99 (АТМ-99): Тез. Докл. Междунар. конф. Тула: ТулГУ. - 1999. - с. 69-70.

264. Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Новые возможности асинхронного двигателя в автоматизированных станочных системах // Известия Тульского государственного университета. Серия машиностроение. Вып. 6 (специальный). Тула: ТулГУ, 2000. - с. 73 - 80.

265. Шадский Г.В., Сальников B.C., Белов Д.С. Компенсатор реактивной мощности//Свид. на пол. мод. № 19614 от 10.09.2001.

266. Шадский Г.В., Сальников B.C. , Белов Д.С. Одно из схемных решений источников питания для гальваники // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: Гриф и К, 2002.-с. 247-251.

267. Шадский Г.В., Сальников B.C., Котенев C.B., Белов Д.С. Экономичный способ управления мощностью в технических объектах // Сборник научных трудов ведущих ученых технологического факультета / Под ред. Дубенского и др. Тула: ТулГИ, 2000. - с. 88 - 95.

268. Шадский Г. В., Сальников B.C., Чечуга О.В. Методика настройки приводов подач технологической системы // Технологическая системотехника: Сб. трудов первой междунар. электронной науч.-техн. Конф. Тула: ТулГу, 2002.-С. 155 - 159.

269. Шадский Г.В., Чечуга О.В. Исследование возмущений вносимых приводами подач в процесс резания // Автоматизация: Проблемы, идеи, решения АПИР-6: Сб. Докл. Междунар. конф. / Под. ред. Ю.Л. Маткина, A.C. Горелова. Тула: Гриф и К0, 2002. - С.42 - 45.

270. Шакарян Ю.Г. О реактивной мощности асинхронизированной машины // Электротехника. 1995. - № 2. - С. 46 - 48.

271. Швец В. В. Некоторые вопросы теории технологии машиностроения. -М: Машиностроение, 1967. 64 с.

272. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. JI.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1972. -210с.t

273. Эксплуатация многоцелевых станков / И.Г. Федоренко, И.С. Шур, В.Н. Давыгора и др. / Под общей ред. д-ра техн. наук В.А. Федорцова К.: Техшка, 1988.- 176 с.

274. Экономика машиностроительного производства. / И.М. Бабук, Э.И. Горнаков, A.M. Панин: Учебн. пособие для машиностроит. спец. ВУЗов. Мн.: Высш. шк., 1990.-352 с.

275. Энергосберегающая технология. Электроснабжение народного хозяйства. / Под редакцией В. А. Веникова: В 5-ти кн. М.: Высшая школа, 1990.

276. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе / М.М. Соколов, Л.П. Петров, Л.Б. Масандилов, В.А. Ладензон. М.: Энергия, 1967. - 200 с.

277. Электропривод комплектный тиристорный постоянного тока типа ЭТУ3601. Техническое описание и- инструкция по эксплуатации ИГЕВ.654635.001 ТО.

278. Электроприводы унифицированные трехфазные серии ЭПУ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИГФР. 654674. 001 ТО.

279. Якимов A.B., Слободяник П.Т., Усов A.B. Теплофизика механической обработки: Учеб. для м/с спец. ВУЗов. Киев, Одесса, 1991. - 238 с.

280. Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации: Пер. с нем./ Под ред. к.т.н. В.Ф. Колотенков. М.: Машиностроение, 1981. -279 с.

281. Яковлев С.А., Жиганов В.И. Электромеханическая обработка на токарно-винторезных станках // СТИН. 2000.- № 6. - с. 23 - 25.

282. IGBT Design Guide. IGBT-4 Vol. I/ USA, CA., El Segundo: International Rectifier, 1998.-740 c.

283. Gamba J.R. et al. Industrial energy rationalisation in developing countries (Baltimore, Ohio and London, Johns Hopkins University Press, 1986).

284. Kezai Koho Centre: How Japan is curtailing energy consumption. Case studies of 50 companies (Tokyo, 1981).

285. Murphy W.R., Mckay G. Energy management (Cambridge, Butterworth, 1982).

286. Payne F.W. Advanced technologies: Improving industrial energy (Atlanta, Georgia, Fail-mount, 1985).

287. Reay D.A., Wright A. Innovation for energy efficiency (Oxford, Pergamon, 1981).

288. Smil V., Knowland W.E. Energy in the developing world:

289. Smith C.B. Energy management principles (Elmsford, New York, Pergamon, 1981).

290. Smith C.B. Productivity through energy innovation (New York, Pergamon, 1986).t321 .Thuman A. Handbook for energy audit (Atlanta, Georgia, Fail-mount, 1984).

291. Zackrison H.B. Energy conservation techniques for engineers (New York, Van Nostrand Reinhold, 1984).

292. Brommertz P.H. Die Enstehung der Oberflachenrauheit biem Feindrehen / Industrie Anzeiger. 1961.№2. S. 45 50.

293. Soom A., Kit C. Roughness-induced .dynamic loading at dry and boundary-lubricated sliding contacts // J. Lubric. Techn. 1983. vol. 105, N4. P.75.

294. Play D. F.Counterface roughness effect on the dry steady state wear of self-lubricating polymide composites // J. Tribol. 1984. Vol. 106, N2. P.204.

295. Belgaumkar B.M. The influence of the Coulomb, viscous and acceleratio-dependent terms of kinetic friction on the crititcal velocity of stick-slip motion // Ibid. 191. Vol. 70, N 1. P. 119

296. Azotov A. S., Pritschow G., Storr A., Heusinger S. Arbeitsschritt-planung beim Drehen mit STEP-NC // Zeitschrift fiir wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF) 2002. № 7-8, -S. 390-396.

297. Benkler, H. Grundlagen der NC-Programmiertechnik fiir Ausbildung, Arbeitsplanung und Fertiglingspraxis. München; Wien: Hanser, 1995.

298. ISO/CD 14649-12 Part 12: Process Data for Turning. In: TC184/SC1/WG7, April 2002.

299. ISO/DIS 14649-10 Part 10: General Process Data. In: TCI84/SC1/WG7, June 2000.

300. Rembold, Ulrich CIM: Computeranwendungen in der Produktion / U. Rembold; B. O. Nnaji; A. Storr Bonn; Paris; Reading, Mass. u.a.: Addison-Wesley, 1994.