СодержаниеРеферат
УДК 629.44 (075.6)
Пояснительная записка содержит 33 лист, 6 рисунков, 8 источников, 1 приложение.
Восстановление, дефект, дефектация, колесо, карта, колёсная пара, наплавка, операция, обточка, технологический процесс, технологическая операция, технологический процесс, технологическая операция
Объектом исследования является колёсная пара РУ1-950, деталь – колесо.
Цель работы: разработать маршрутно-операционный технологический процесс ремонта колесной пары РУ1-950 (деталь – колесо).
В курсовом проекте проведён выбор действующего типового технологического процесса, способа восстановления изношенной детали, составлен технологический процесс ремонта и проведена разработка технологических операций. Также произведено нормирование технологического процесса и расчёт экономической эффективности технологического процесса.
Содержание
Введение 5
1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса 6
1.1 Назначение и типы колесных пар 6
1.2 Конструкция колёса 6
1.3 Условия эксплуатации 7
1.4 Неисправности колес 9
2. Выбор действующего типового, группового технологического процесса 12
3. Способ восстановления изношенного колеса 14
4. Разработка технологических операций 15
4.1 Расчет режима ручной дуговой наплавки 15
4.2 Расчет режима автоматической наплавки под плавленым флюсом 19
5. Нормирование технологического процесса 22
6. Расчёт технико-экономической эффективности 26
7. Определение требований охраны труда и безопасности окружающей среды 28
Заключение 30
Библиографический список 31ВведениеВведение
Курсовой проект по технологии производства и ремонта вагонов выполняется с целью закрепления знаний, полученных при изучении технологических и других дисциплин. В процессе его выполнения мы показываем умение пользоваться различными справочниками, нормативной документацией, технической литературой, инструкциями, приобретаем опыт в проектировании технологического процесса, конструировании, модернизации и расчёте средств механизации и автоматизации при ремонте деталей и сборочных единиц вагонов.
Разработка любого технологического процесса является комп¬лексной задачей, для решения которой в конкретных условиях про¬изводства нужно найти оптимальный вариант процесса изготовле¬ния или ремонта заданного изделия. Оптимальным является такой вариант процесса, который обеспечивает выполнение всех требо¬ваний конструкторской документации на данное изделие при наи¬меньших производственных затратах.
Разработка технологических процессов в общем случае включа¬ет комплекс взаимосвязанных работ: анализ исходных данных, определение типа производства, выбор действующего процесса-аналога, выбор исходной заготовки и метода её получения, выбор технологических баз, разработка технологического маршрута, выбор технологического оборудования, разработка технологических операций, выбор инструмента и приспособлений, нормирование технологического процесса, его тарификация, определение техники безопасности, оформление технологических документов, расчёты основных параметров производства, разработка цеховой планировки.
Любой технологический процесс может существовать в двух формах: и виде совокупности определенных действий людей и техноло¬гического оборудования и в виде комплекта документов, определя¬ющих эти действия.
Технологический процесс как комплект документов записывают на специальных бланках. Правила оформления технологической до¬кументации установлены стандартами Единой системы технологи¬ческой документации (ЕСТД), согласно которым документы подраз¬деляют на виды и выполняют строго по определенной форме. К технологическим документам относятся графические и текстовые до¬кументы, которые отдельно или в совокупности определяют техно¬логический процесс изготовления изделия и содержат необходимые данные для организации производства. К графическим документам относят карты эскизов, к текстовым — маршрутную и комплекто¬вочную карты, карту технологического процесса, операционную кар¬ту, ведомость оснастки и др.
1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса
1.1 Назначение и типы колесных пар
Колесные пары относятся к наиболее ответственным элементам ходовых частей вагона. Они направляют движение вагона по рельсовому пути и воспринимают все нагрузки от вагона на рельс и обратно.
Типы, основные размеры и технические условия эксплуатации Государственными стандартами, а содержание и ремонт – Правилами технической эксплуатации железных дорог и Инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар.
Тип колесной пары определяется типом и диаметром колес. Для вагонов магистральных железных дорог широкой колеи, кроме моторных вагонов электро- и дизель- поездов ( ГОСТ 4835), выпускают два типа колесных пар РУ1- 950 и РУ1Ш-950 с диаметром колес 957 мм. Кроме того, в эксплуатации находятся еще два типа колесных пар РУ1-950 и РУ1Ш-950 с диаметром 950 мм.
Колесная пара является тем элементом, который обеспечивает непосредственный контакт вагона и пути. От точности геометрических размеров и других параметров колесной пары в значительной мере зависит безопасность движения и ходовые качества вагона. В связи с этим стандартом ( ГОСТ 4835) регламентированы основные размеры новой колесной пары.
Расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес составляет: для колесных пар предназначенные для скоростей движения до 120 км/ч -1440±?2 ; свыше 120 , но не более 160 км/ч - 1440±?1 . Таким образом, для вагонов на большую скорость движения, зазор между гребнем колеса и рельсом на 1 мм меньше, а следовательно, меньше и допускаемый разбег колесной пары в колее. В результате уменьшение поперечного смещения колесной пары относительно рельсов снижаются боковые силы, передаваемые от колес на рельсы, износ колес и пути, сопротивление движению, повышается устойчивость колесной пары от схода с рельсов, улучшается плавность хода вагона.
Уменьшение зазора между колесом и рельсом достигается также увеличением толщины гребня. Поэтому для вагонов, эксплуатирующими со скоростями от 120 до 140 км/ч , минимальная толщина гребня составляет 28 мм, а при скоростях от 140 до 160 км/ч – 30 мм, против альбомного размера 33.
1.2 Конструкция колёса
Вагонные колеса различаются:
конструкцией — цельные и составные (бандажные), т.е. состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца
способом изготовления — катаные и литые;
размерами диаметра колеса (950 и 957 мм) и отверстия ступицы (190 и 175 мм);
материалом.
Цельнокатаное колесо (рисунок 1) имеет обод 1, диск 2 и ступицу 3. Ширина обода - 130мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействие динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы колеса его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределение металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков.
Рисунок 1 – Цельнокатаное колесо
1.3 Условия эксплуатации
Безопасность движения подвижного состава в большой сте¬пени зависит от надежности колесной пары, которая характери¬зуется способностью безотказной ее работы в сложных усло¬виях эксплуатации. Надежность зависит от качественных пара¬метров колесной пары и ее напряженного состояния, возникающего под влиянием действующих нагрузок, которые приводят к появлению дефектов. На колесную пару оказывают воздействие внешние переменные статические и динамические нагрузки и постоянно, действующие силы, обусловленные посадками с натя¬гом колес на подступичные части и роликовых подшипников на шейки осей. Во время движения колесная пара нагружается пространственной системой сил, изменяющихся по величине и вре¬мени. Основная составляющая сил — вертикальная нагрузка на шейки оси — зависит от массы брутто вагона. Статическая на¬грузка на ось составляет в среднем 180—220 кН (18—20 тс). При вписывании вагона в кривую на колесную пару действует центро¬бежная сила от боковин тележки, которая достигает 50 кН (5 тс). Дополнительно колесная пара нагружается ветровой нагрузкой с удельным давлением ветра на боковую стенку вагона до 500 Н/м2 (50 кгс/м2). В результате извилистого движения колесной пары в рельсовой колее в местах контакта колес с рельсами возникают силы трения, вызывающие изгиб колес. По данным ВНИИЖТа, при движении груженого четырехосного полувагона грузоподъем¬ностью 600 кН (60 т) со скоростью 60—80 км/ч сила трения, из¬гибающая колеса в наружную сторону, достигает 50 кН (5 тс). Силы, возникающие при торможении в результате трения между колодками и колесами, вызывают дополнительное нагружение осевых шеек от 20 до 60 кН (от 2 до 6 тс), а также создают вращаю¬щий момент, стремящийся повернуть колесо на оси.
Цикл эксплуатационного нагружения колесной пары харак¬теризуется резким периодическим скачком амплитудных напря¬жений в ее элементах при прохождении стыков, крестовин и не¬ровностей на рельсах, а также от воздействия неровностей на по¬верхности катания колес. Исследуя динамику движения колеса с ползуном, например, глубиной 2 мм, Н. Н. Кудрявцев уста¬новил, что динамическое воздействие на рельс от ползуна состав¬ляет 450 кН (45 тс), что намного превышает статическую нагрузку от колесной пары на рельсы.
Большое влияние на условия работы колесных пар оказывают возрастающие скорости движения поездов. Увеличение скоростей приводит к динамическим перегрузкам колесных пар и появле¬нию высокочастотных колебаний на участках с большой жестко¬стью пути. В зимних условиях силы взаимодействия пути и подвижного состава особенно возрастают.
Комплекс вертикальных, горизонтальных, боковых и тор¬мозных сил, действующих на колесную пару, вызывает сложное напряженное состояние оси и колес. Наиболее напряженными се¬чениями оси являются подступичные части, на которые напрес¬совывают ступицы колес, а также шейки в местах напрессовки роликовых подшипников. Напряженное состояние материала в зоне напрессовок характеризуется объемным характером в резуль¬тате действия изгибающего момента, воспринимаемого осью, сил контактного давления от ступицы колеса и сил трения вследствие явлений сдвига при запрессовке колеса на ось. Контактные дав¬ления, а также напряжения от изгибающего момента распреде¬ляются по длине подступичной части неравномерно, концентри¬руясь вблизи торцов ступицы. На знакопеременные напряжения, действующие в оси от внешней нагрузки, накладываются остаточ¬ные напряжения от технологической обработки и от напрессовки в зоне сечений, ограничивающих посадку с натягом. Высокая эксплуатационная напряженность осей приводит к образованию различных дефектов, чаще всего усталостного происхождения.
Контактные давления от запрессовки вызывают напряженное состояние ступицы, а внешние боковые и торцовые нагрузки создают напряжения в диске колеса. Особенно в сложных усло¬виях работает колесо в зоне контакта его с рельсом. Под действием вертикальных сил в зоне контакта возникают большие удельные давления, вызывая объемно-напряженное состояние металла. В процессе торможения на верхние слои металла поверхности ка¬тания колеса действуют большие касательные усилия и цикличе¬ские температурные нагрузки от нагрева поверхности обода при контакте с тормозной колодкой или с рельсом при интенсивном проскальзывании колеса по нему. Высокий нагрев верхних слоев и быстрое охлаждение их при выходе из зоны контакта приводят к структурным изменениям металла на поверхности катания ко¬леса. Нормальные и касательные усилия, температурные нагрузки, структурные превращения, которым подвергается каждый участок поверхности катания колеса с большой частотой циклов, вызывают износ, пластические деформации и различные виды контактно-усталостных повреждений.
Образование дефектов и скорость нарастания износов колес¬ных пар зависят от многих факторов: условий эксплуатации, химического состава и механических свойств осевой и колесной сталей, характеристик рельсов и тормозных колодок, размеров колесной пары, качества формирования и ремонта ее, содержания ходовых частей вагона, времени года и климатических условий.
1.4 Неисправности колес
В настоящее время у колесных пар в эксплуатации наиболее часто встречаются вертикальный подрез гребня, его износ по толщине, а также остроконечный накат.
Данные неисправности происходят из-за неправильной сборки тележки, длительной работы на участках пути с крутыми кривыми, а также нарушения требования колесных пар. Эти неисправности могут вызвать сход вагона с рельсов при прохождение стрелочных переводов.
Колесные пары с вертикальным подрезом и остроконечным накатом к эксплуатации не допускаются. Выявляют такие неисправности внешним осмотром, а также изменение величины подреза гребня выполняют шаблоном ВПГ. Толщина гребня колеса, измеряется на высоте 18 мм от вершины, должна быть не более 33 мм у всех вагонов и не менее 25 мм при скорости движения до 120 км/ч, не менее 28 – при скорости движения от 120 км/ч до 140 км/ч и не менее 30 мм – при скорости движения от 140 км/ч до 160 км/ч. Измерять толщину гребня горизонтальным движком абсолютного шаблона.
Равномерным прокатом называют износ колеса из-за его взаимодействия с рельсом. Измеряется прокат вертикальным движком абсолютного шаблона.
Неравномерным прокатом называют неравномерный износ поверхности катания из-за развития поверхностных дефектов и неоднородности металла колеса. Изменение неравномерного проката выполняется абсолютным шаблоном в сечение максимального износа и с каждой стороны этого сечения на расстояние до 500 мм. Не допускается эксплуатировать вагоны колесные пары которых имеют неравномерный прокат более 2 мм для грузовых вагонов и более 2 мм – у пассажирских вагонов при проверке на пункте формирования и оборота, у колесных пар с приводном генератора от торца шейки оси – более 1 мм.
Толщина обода колеса уменьшается из-за износа в процессе эксплуатации и при обточке. Не разрешается эксплуатировать вагоны толщина обода колеса которых по кругу катания менее 22 мм у грузовых вагонов, менее 30 мм – у пассажирских, эксплуатируемых со скоростью до 120 км/ч, менее 35 мм – со скоростями 120 -140 км/ч и менее 40 мм – со скоростями от 140 до 160 км/ч. Измеряют толщину обода толщиномером.
Из-за заклинивания колесных пар на поверхности образуются ползуны и навары.
Ползуны вызывают сильные удары колес о рельсы и могут привести к их излому. Выявить ползун можно при встрече поезда сходу на слух, а после остановки внешним осмотром. Глубину ползуна определяют как разность измерений проката абсолютным шаблоном в двух местах – на ползуне и рядом с ним. Если ползун смещен от круга катания, то вертикальный движок абсолютного шаблона перемещают по прорези до совпадения с ползуном.
Колесные пары с ползуном более 1 мм необходимо заменить. Если в пути следования обнаружат ползун глубиной более 1 мм, но не более 2 мм, то такой вагон разрешается довести до ближайшего ПТО со скоростью пассажирского поезда не более 100 км/ч, грузового – 70 км/ч.
При глубине ползуна от 2 до 6 мм разрешается следование поезда со скоростью не более 15 км/ч, а при ползуне от 6 до 12 мм – со скоростью не более 10 км/ч до ближайшей станции, где колесную пару необходимо заменить. При ползуне более 12 мм разрешается следование поезда со скоростью не более 10 км/ч, при условии исключения возможного вращения колесной пары.
Навар выявляют и измеряют так же, как и ползун. Высота навара допускается у пассажирского вагона не более 0.5 мм, у грузового не более 1 мм. Если высота навара более указанных размеров, но не более 2 мм, то вагон разрешается довести со скоростью 100 км/ч для пассажирского и до 70 км/ч у грузового поездов до блажащего пункта технического обслуживания.
На поверхности катания колеса от воздействия композиционных колодок могут образоваться кольцевые выработки. Выявляют их внешнимЛитератураБиблиографический список
1 Гусев Г.Ф., Ковалёв В.А. Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов. Часть 1. Омск: ОмГАПС, 1997. 37 с.
2 Гусев Г.Ф., Ковалёв В.А., Пасечникова Л. Н. Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов. Часть 2. Омск: ОмГУПС, 1998. 18 с.
3 Гусев Г. Ф., Зубенко В. В. Комплектация и оформление технологических документов при ремонте вагонов. Омск: ОмГУПС, 2006. 54 с.
4 Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колёсных пар вагонов. М.: Транспорт, 1985. 270 с.
5 Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технология ремонта вагонов. М.: Желдориздат, 2001. 559 с.
6 Герасимов В.С., Скиба И.Ф., Кернич Б.М. и др; Под редакцией Герасимова В.С. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. М.: Транспорт, 1988. 381 с.
7 Мотовилов К.В., Лукашук В.С., Криворудченко В.Ф., Петров А.А.; Под редакцией Мотовилова К.В. М.: Маршрут, 2003. 382 с.
8 Шадур Л.А, Челноков И.И., Никольский Л.Н., Котуранов В.Н. и др.; Под редакцией Шадура Л.А. М.: Транспорт, 1980. 439 с.
9 Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар.
10 Классификация неисправностей вагонных колесных пар и их элементов – Москва «Транспорт» 1978
11 Инструкция по сварке и наплавке грузовых вагонов – Москва «Транспорт» 1999.
|
|
