Автоматизована система накладання ізоляції провідників і неперервного контролю її геометричних параметрів
Автор: Хомик Микола Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У вступній частині до пояснювальної записки продемонстровано загальну характеристику найпоширеніших електротехнічних виробів із полімерною ізоляцією, таких як провідники, кабелі та шнури. Розглянуто найпоширеніші типи ізоляційних матеріалів, із яких виготовляють дану продукцію та характерність її виготовлення методом екструзії. Крім цього, представлено ключові фактори, що впливають на її якість під час виробництва [1, 2]. У першому розділі було розглянуто особливості процесу виробництва провідників та проведено класифікацію їх ізоляційних матеріалів за типом провідної системи та способом прокладання [3]. Наведено основні відмінності між кабелем, ізольованим провідником та шнуром, вказано, які взагалі існують типи ізоляції та класи нагрівостійкості ізоляційних матеріалів. Об’єкт дослідження – процес автоматизованого накладання ізоляції на струмопровідні жили екструзивним методом та неперервний контроль геометричних параметрів полімерної ізоляції провідників під час їх безпосереднього виготовлення на виробничій лінії. Предмет дослідження – чисельні параметри екструзійної лінії для виготовлення провідників, пристроїв ведення дистанційного і водночас неперервного контролю геометрії провідників та їхнього ексцентриситету. Мета дослідження: автоматизація виробничого процесу та використання автоматизованих систем ведення контролю параметрів ізоляції провідників чи кабелів під час їх виготовлення [6, 7]. Підвищення продуктивності роботи лінії шляхом зменшення її енергозатрат та проведення перевірних розрахунків удосконаленої високотехнологічної екструзійної лінії. У другому розділі даної роботи описано основні фази виробництва провідників на спеціалізованому підприємстві [2] та представлено ключові типи охолодження їхньої ізоляції після етапу ізолювання екструдером [4]. Ключові фази виготовлення полімерної електротехнічної продукції складаються із таких технологічних процесів: розкатування та вирівнювання заготовки дроту, накладання на неї полімерної ізоляції за допомогою екструдера шляхом нагрівання екструдату до температури плавлення, охолодження виробу, його контроль параметрів та складання у бухти для подальшого відвантаження. Неабияк важливим фактором, що впливає на якість готової продукції та можливу появу у ній ексцентриситету та інших дефектів є власне процес її охолодження. Ключовими типами охолодження ізоляції готових виробів є способи із зануренням їх у ванну з холодоагентом, зрошенням ізоляційної поверхні шляхом розбризкування холодної води, повітряне охолодження та комбіноване повітряно-водяне. Кожен з них має власні переваги та недоліки. У третьому розділі аргументовано у необхідності ведення неперервного контролю насамперед геометричних параметрів ізоляції [5]. До них входять такі фізичні параметри, як діаметр проводу, рівномірність товщини нанесення ізоляції, округлість та ексцентриситет виробу. Використання вимірювачів геометрії ізоляції типу EK-10EL або ID-25EL на базі Elecont дозволить вчасно діагностувати будь-яке відхилення параметра, а тому суттєво підвищить якість та зменшить собівартість виготовленої продукції [6,7]. Їх принцип дії, конструктивні схеми та правила користування наведені також у цьому розділі. У четвертому розділі проведено перевірні розрахунки усіх наявних вузлів електроприводу екструзійної лінії [10], що накладає на металевий провід полімерну ізоляцію. Було визначено геометричні параметри удосконаленого шнека екструдера [8], його потужність та продуктивність за базової швидкості обертання шнека [9]. Крім цього, був проведений тепловий [12] та механічний розрахунок міцності і жорсткості екструдерного черв’яка [11]. З розрахунків стає зрозуміло, що дана приводна система здатна забезпечити надійну та якісну роботу лінії із широким діапазоном регулювання її продуктивності роботи, а геометричні параметри модернізованого черв’яка підібрані коректно. Ключові слова: провідник, ізоляція, екструзія, геометрія ізоляції, ексцентриситет, автоматизована система, вимірний пристрій, черв’ячний прес. Перелік використаних літературних джерел: 1. Полімерні матеріали та вироби із них. Їх властивості, перероблення та одержання / І.О. Мікульонок, О.Л. Сокольський. – Київ : Вид-во «Політехніка», 2015. – 208 с. – Бібліогр.: с.201-204. – 300 прим. 2. Rauwendaal C. Polymer Extrusion. Munich : Carl Hanser Verlag G-h 2014. 950 р. 3. Бовсуновський А. П. Електротехнічні матеріали : короткий довідник. – Київ : НУХТ, 2012. – 36 с. 4. Моделювання охолодження проводів і кабелів / Л. Г. Воронін, І. О. Мікульонок, Л. Б. Радченко, Л. І. Ружинська // Наукові вісті НТУУ «КПІ». — 2005. — № 6. — С. 32—39.5. 5. Zolotaryov V.M., Antonets Yu.P., Antonets S.Yu., Golik O.V., Shchebeniuk L.A. Online technological monitoring of insulation defects in enameled wires. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.4, pp. 55-60. doi: 10.20998/ 2074272X. 6. http://www.elecont-ua.com/products/diametr/ek-10.html. 7. http://www.elecont-ua.com/products/diametr/id2-25.html. 8. Liu Т., Wong A. C., Zhu F. Prediction of screw length required for polymer melting and melting characteristics // Intern. polym. process. 2001. Vol. 16. № 2. P. 113–123. 9. Основи проектування одночерв’ячних екструдерів: навч. посіб. / І. О. Мікульонок, О. Л. Сокольський, В. І. Сівецький, Л. Б. Радченко. – К.: НТУУ «КПІ», 2015. – 200 c.: іл. – Бібліогр.: с. 196. – 300 прим. 10. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи: навч. посібник / М.Г. Попович, О.Ю. Лозинський, В.Б. Клепіков та ін.; за ред. М.Г. Поповича, О.Ю. Лозинського. – К.: Либідь, 2005. – 680 с. 11. Калетнік Г. М. Основи інженерних методів розрахунків на міцність і жорсткість [Текст] : підручник. ... за ред. Г. М. Калетніка, М. Г. Чаусова. - Київ : Хай-Тек Пpес, 2013. - 528 с. 12. Жученко, А. І., Кубрак, А. І., Данькевич, А. О. (2016). МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС ТЕПЛОВОГО РЕЖИМУ ЕКСТРУДЕРА. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (1), 116–122. https://doi.org/10.20535/2306-1626.1.2016.78219