Оборудование для ТО и ремонта подвижного состава ЖД транспорта
Железнодорожный подвижной состав должен своевременно обеспечиваться планово-предупредительными видами ремонта, техническим обслуживанием и содержаться в исправном техническом состоянии, обеспечивающим надежную эксплуатацию, безопасность движения на железнодорожном транспорте, а также выполнение требований по охране труда и пожарной безопасности.
Ответственными за исправное состояние, техническое обслуживание подвижного состава, его ремонт и обеспечение установленных сроков службы являются владельцы и работники железнодорожного транспорта, непосредственно его обслуживающие (ПТЭ, приложение №5).
Система технического обслуживания (ремонта) железнодорожного подвижного состава — это совокупность средств, документации технического обслуживания (ремонта) и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления его качества.
Ремонт железнодорожного подвижного состава — это комплекс операций по восстановлению исправности и (или) работоспособности железнодорожного подвижного состава или его составных частей и (или) восстановлению их ресурса (ГОСТ Р 53341-2009 «Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт железнодорожного подвижного состава»).
«ИРТРАНС» располагает всем необходимым оборудованием и оснасткой для осуществления комплекса технологических операций по ремонту и техническому обслуживанию подвижного состава железнодорожного транспорта, соблюдая все нормы и стандарты качества выполняемых работ.
Источник
ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ВАГОНОВ. Часть I
1 Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Вагоны» М. В. Орлов, А. В. Сирин, Н. Ф. Сирина ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ВАГОНОВ Часть I Учебное пособие по дисциплине «Вагонное хозяйство» для студентов специальности «Вагоны» всех форм обучения Екатеринбург 2011
2 УДК / ; О63 Орлов, М. В. О63 Оборудование предприятий для технического обслуживания и ремонта вагонов : учеб. пособие / М. В. Орлов, А. В. Сирин, Н. Ф. Сирина. Екатеринбург : УрГУПС, с. ISBN Приведены сведения об основном оборудовании для технического обслуживания и ремонта железнодорожных вагонов: классификации, особенности конструкции, технические характеристики, а также методики выбора, расчета количества и размещения оборудования на вагоноремонтных предприятиях. Пособие предназначено для студентов вузов железнодорожного транспорта и может быть полезным для инженерно-технических работников железных дорог. УДК / ; Учебное пособие рекомендовано к печати редакционно-издательским советом университета. Авторы: М. В. Орлов, профессор кафедры «Вагоны», канд. техн. наук, УрГУПС; А. В. Сирин, заведующий кафедрой «Технология машиностроения», доцент, канд. техн. наук, УрГУПС Н.Ф. Сирина, доцент кафедры «Вагоны», канд. техн. наук, УрГУПС Рецензенты: А. А. Соломенников, главный инженер службы вагонного хозяйства Свердловской железной дороги филиала ОАО «РЖД» В.Ф. Лапшин, заведующий кафедрой «Вагоны», профессор, д-р.техн. наук, УрГУПС ISBN Уральский государственный университет путей сообщения(ургупс), 2011
3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ. 5 ЧАСТЬ I. ПРОБЛЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. 7 Глава 1. Основные положения Термины, определения и основные понятия Классификация оборудования вагоноремонтных предприятий Требования к техническому оснащению предприятий для ремонта и технического обслуживания вагонов. 13 Глава 2. Особенности использования оборудования в производственном процессе ремонта и эксплуатации вагонов Методика выбора и расчета количества оборудования Правила размещения оборудования в подразделениях предприятий для ремонта и технического обслуживания вагонов Организация разработки и производства нестандартизованного оборудования Кооперирование предприятий для ремонта и технического обслуживания вагонов. 36 ЧАСТЬ II. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ И ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. 39 Глава 3. Краны грузоподъемные Основные положения Тали Краны мостовые, опорные Краны однобалочные подвесного типа (кран-балки) Краны козловые Краны стрелового типа Грузозахватные устройства Правила эксплуатации грузоподъемных кранов. 54 Глава 4. Подъемные механизмы Домкраты Подъемники. 62 Глава 5. Оборудование для транспортировки вагонов и их частей в процессе ремонта и технического обслуживания Транспортные коммуникации депо
4 5.2. Устройства рельсового транспорта Устройства безрельсового транспорта Конвейеры. 82 ЧАСТЬ III. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НЕСТАНДАРТИЗОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. 92 Глава 6. Машины для очистки вагонов и их частей Классификация видов очистки и требования к очистке Машины для сухой очистки Машины водоструйной очистки Машины для гидродинамической очистки Устройства для очистки воды из моечных машин Машины с вращающимися щетками для наружной очистки пассажирских вагонов Оборудование тепловой очистки вагонов бункерного типа для перевозки нефтебитума Глава 7. Вагоноремонтные машины Историческая справка Самоходные вагоноремонтные машины Машины для ремонта торцевых стен крытых вагонов..148 Глава 8. Прессы для правки съёмных деформированных элементов вагонов Использование пневматических и гидравлических прессов для правки деформированных деталей вагонов Прессы для правки съемных частей кузова Оборудование для правки деформированного корпуса автосцепки Глава 9. Оборудование для операций сборки и разборки вагонов и их частей в процессе ремонта Прессы и подъемники Кантователи Гайковерты Манипуляторы Библиографический список
5 ВВЕДЕНИЕ Средства технического оснащения, включая технологическое оборудование, напрямую связаны с производительностью труда и качеством выпускаемой продукции, то есть определяют себестоимость и конкурентоспособность товарной продукции. Продукция ремонтных вагонных депо услуга ремонт вагонов. Производительность эксплуатационных депо определяется по наработке вагонов на участках обслуживания (по пробегу вагонов в вагоно-километрах) и по количеству вагонов, подготовленных к перевозкам. В зависимости от выбранных видов оборудования формируется технологическая схема предприятия: размеры, площадь и взаимное размещение подразделений в производственных корпусах. С помощью технологического оборудования решаются вопросы механизации и производственных процессов, а также проблемы улучшения качества труда. В производственных процессах вагонного хозяйства широко используется технологическое оснащение, изготовленное силами депо. Еще в 90-х гг. прошлого столетия в подразделениях вагонного хозяйства применялось до % оборудования, разработанного проектно-конструкторским бюро службы вагонного хозяйства (ПКБ ЦВ), дорожными конструкторско-технологическими бюро (ДКТБ), конструкторами депо и изготовленного в дорожных мастерских, экспериментальных цехах отделений дорог или отделами главного механика депо. Оборудование, изготовляемое силами вагонных депо по технической документации, разработанной депо, ДКТБ и ПКБ ЦВ, обычно имеет низкие показатели надежности, малопроизводительно, не обеспечивает требуемого качества операций выполняемых технологических процессов. Небольшие, слабо оснащенные предприятия также производят подобное оборудование. Проблема должна решаться производством современного оборудования крупными специализированными машиностроительными предприятиями. В начале нового века появились такие новые производители специального оборудования для ремонта и технического обслуживания вагонов. Существенным недостатком, затрудняющим механизацию тяжелых и трудоемких операций в процессе ремонта и технического обслуживания вагонов, являются неудовлетворительные показатели ремонтопригодности отдельных сборочных единиц вагона. Например, смена тормозной колодки в труднодоступном месте выполняется вручную, при этом слесарь работает в крайне неудобном положении. Многочисленные попытки механизировать эту операцию не увенчались успехом; специалисты считают, что для решения пробле- 5
6 мы следует изменить конструкцию крепления колодки. Таких проблем при ремонте вагона, представляющего собой сравнительно простую конструкцию, существует достаточно много. В процессе ремонта вагонов используют сложное оборудование: колесо-токарные и карусельные станки; прессы для формирования и расформирования колесных пар, прессы для посадки и съема внутренних колец подшипников; фрезерные станки для обработки надрессорных балок и корпусов автосцепки после ремонта сваркой и наплавкой, оборудование для сварочных и наплавочных работ, гидронасосные станции, вакуумные установки. В производственных процессах вагонных депо широко применяют и подъемно-транспортное и транспортное оборудование. В настоящее время все производственные участки и подразделения депо оснащены грузоподъемными машинами. Для транспортировки материалов и запасных частей в депо используют электрокары, электропогрузчики, а для транспортировки запасных частей на пункты технического обслуживания и обратно автомобили и автодрезины. Специфическими для вагонного хозяйства являются операции очистки вагонов в процессе подготовки к перевозкам и при подготовке в ремонт. Используется большое количество типов оборудования для сухой очистки и для промывки вагонов и их частей. Основные технологические операции в процессе ремонта кузовов включают в себя правку (выправление деформированных элементов) и сварочные работы. Основные операции по ремонту ходовых частей и автосцепного устройства сварочные и наплавочные работы с последующей механической обработкой наплавленных мест. Для выполнения перечисленных технологических операций применяют электросварочное оборудование, узкоспециализированные металлообрабатывающие фрезерные станки, гидравлические и пневматические прессы. Приведенный краткий обзор показывает, что в процессе ремонта и технического обслуживания вагонов применяется большое количество видов различного оборудования. Для успешной работы предприятий вагонного хозяйства специалисты по ремонту и техническому обслуживанию вагонов должны знать устройство перечисленных выше видов оборудования, правила его эксплуатации и методы расчета количества потребного оборудования. Для повышения практической ценности книги в тексте приведены номера проектов технологического оборудования, разработанных ПКБ ЦВ и дорожными конструкторско-технологическими бюро железных дорог. 6
7 ЧАСТЬ I. ПРОБЛЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ВАГОНОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Глава 1. Основные положения 1.1. Термины, определения и основные понятия Предприятия для технического обслуживания и ремонта вагонов железнодорожного транспорта по их назначению делятся на группы: эксплуатационные депо для технического обслуживания грузовых вагонов; ремонтные депо для деповского ремонта грузовых вагонов; ремонтно-эксплуатационные депо для ремонта и технического обслуживания пассажирских вагонов; вагоноремонтные заводы для производства капитального ремонта вагонов, производства запасных частей. Термины «техническое обслуживание» и «ремонт» регламентированы государственным стандартом (ГОСТ Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения). Техническое обслуживание комплекс технических и организационных мероприятий в процессе эксплуатации вагонов для обеспечения эффективного выполнения требуемых (заданных) функций. Ремонт комплекс технико-экономических и организационных мероприятий по поддержанию и восстановлению работоспособного состояния объектов. Отличие технического обслуживания от ремонта заключается в том, что в процессе технического обслуживания не восстанавливают технический ресурс, а выполняют перечень работ, включающий в себя проверку технического состояния, регулировку, смазку, замену быстроизнашиваемых деталей. В практике технического обслуживания вагонов выполняют текущий безотцепочный ремонт, например, смену корпуса автосцепки, соединительного рукава, тормозного башмака, воздухораспределителя. Это связано с особенностями эксплуатации вагонов, например для обеспечения целостности группы вагонов в составе поезда (общий груз). Текущий отцепочный ремонт (ТОР) вагонов, по определению ГОСТ текущий неплановый, выполняют эксплуатационные подразделения вагонного хозяйства. 7
8 Техническое состояние объекта (ГОСТ ) характеристика соответствия его требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Виды технического состояния объекта определяют в соответствии с ГОСТ [21]. Дефект (ГОСТ Управление качеством продукции) это каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Брак (ГОСТ ) продукция, передача которой потребителю недопустима из-за наличия дефектов. Продукцией вагоноремонтных предприятий является услуга ремонт вагонов. В течение последних лет качество ремонта оценивается по количеству отцепок в текущий ремонт отремонтированных вагонов в течение условного гарантийного срока (6 или 12 месяцев). Продукция эксплуатационных депо услуга техническое обслуживание вагонов (ТОВ). Качество ТОВ оценивается по безаварийной (безотказной работе вагонов на гарантийных участках пунктов технического обслуживания (ПТО), а при подготовке к перевозкам на время груженого рейса. Нарушения безопасности движения: крушения, аварии, особые случаи брака, брак в эксплуатационной работе расследуются для определения причин этих нарушений. В соответствии с анализом безопасности движения в поездной и маневровой работе существенное количество нарушений безопасности движения происходит вследствие нарушений технологических процессов на вагоноремонтных предприятиях, в процессе планового ремонта вагонов. Одной из главных причин таких нарушений служит морально устаревшее и физически изношенное технологическое оборудование. Оборудование вагоноремонтных предприятий входит составной частью в их материально-техническую базу или инфраструктуру и является основой производственной деятельности по ремонту и техническому обслуживанию вагонов. Основные понятия, относящиеся к технологическому оборудованию основного производства вагоноремонтных и эксплуатационных предприятий, приведены в ГОСТ Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий [2]. Средства технического оснащения совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса. 8
9 Технологическое оборудование средства технологического оснащения, в которых для выполнения операций технологического процесса размещают материалы, заготовки, а также средства воздействия на них и технологическую оснастку. Примеры технологического оборудования: металлообрабатывающие станки, сварочные трансформаторы и выпрямители, прессы для правки деформированных частей вагона. Технологическая оснастка средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование, например, патроны для крепления обрабатываемых деталей на станках, сменные штампы в прессах, шланговые держатели в сварочных полуавтоматах. Приспособления оснастка для установки направления предмета труда, например, кондукторы, струбцины, захваты, кассеты. Машина устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. Изделие (ГОСТ ) конечный продукт производства. Изделиями могут быть заготовки, полуфабрикаты. Привод энергосиловое устройство, приводящее в движение машину или механизм. Привод обычно включает источник энергии, передающий механизм и аппаратуру управления. Источником энергии служит двигатель (электрический, гидравлический, пневматический и т. д.) или устройство, отдающее заранее накопленную энергию, например, пружинный, инерционный, гиревой механизм и др. Используются также механизмы с ручным приводом. Двигатель энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. В зависимости от типа двигателя работа может быть получена от вращающегося ротора, возвратнопоступательно движущегося поршня или от реактивного аппарата. Двигатели приводят в действие рабочие машины, производственнотехнологические установки, подъемно-транспортные и транспортные средства. Различают двигатели первичные, преобразующие природные энергетические ресурсы (топливо и др.) в механическую энергию, и вторичные, преобразующие энергию первичных двигателей в механическую работу. К двигателям относят также устройства, отдающие накопленную энергию (инерционные, пружинные и т. д.). На предприятиях для ремонта и эксплуатации вагонов практически применяют вторичные двигатели: электрические, пневматические, гидравлические. Первичные двигатели используют в самоходных транспортных средствах: мотовозах и автодрезинах. 9
10 Стандартное технологическое оборудование средства технологического оснащения (технологическое оборудование, изготовляемое серийно на специализированных машиностроительных предприятиях по технической документации, разработанной специализированными научно-исследовательскими и проектными организациями). На такое оборудование имеются технические условия и стандарты, ведомственные или государственные, утвержденные государственными организациями по стандартизации, сертификации и метрологии. Нестандартизованное (нестандартизированное) оборудование, широко используемое предприятиями для ремонта и технического обслуживания вагонов, как правило, изготовляют собственными силами вагоноремонтных предприятий. Эти предприятия не предназначены для производства сложных, высокоточных и надежных машин, так как не имеют необходимого оборудования, кадров, не обладают отработанными технологиями производства машин, поэтому и техническая документация на изготовление оборудования разрабатывается для технической базы вагоноремонтных предприятий. На практике часто используют также термин «комплексное оборудование» комплекс (набор) оборудования, объединенный в технологическую линию для ремонта сложных объектов. Например, несколько видов технологического оборудования для выполнения отдельных операций ремонта тележек могут быть объединены в поточную (необязательно в поточно-конвейерную) линию ремонта тележек. Технологические коммуникации технологические связи производственного процесса ремонта или технического обслуживания вагонов, объединяющие отдельные технологические процессы в единую систему. К ним относятся рельсовые пути колеи 1520 мм, узкоколейные и крановые; автомобильные дороги, дорожки для электрокаров и электропогрузчиков, транспортеры (конвейеры) с приводом и без привода, однорельсовые подвесные дороги, транспортные эстакады, галереи и тоннели; трубопроводы технологической воды, пара, воздухопроводы, вакуумопроводы, электросварочные линии. Технологические коммуникации входят в инфраструктуру предприятий. Маршруты передвижения вагонов и их частей в процессе ремонта или технологические потоки это пути перемещения объектов на производственных участках между рабочими местами выполнения технологических операций. Рабочие места оснащены технологическим оборудованием, средствами измерений, аппаратурой диагностирования или неразрушающего контроля. Рабочие места на пути технологического потока и средства транспортирования объ- 10
11 ектов между рабочими местами представляют собой поточную линию. Если передвижение объектов осуществляется с помощью конвейера непрерывного и периодического действия, то такую линию называют поточно-конвейерной. Подразделениями основного производства называют подразделения, производящие товарную продукцию. Структура вагонных депо бесцеховая, т. е. депо включает в свой состав производственные участки. В состав производственных участков могут включаться отделения. В структуре депо могут быть производственные площадки, например: инспекторская, хранения металлолома, колесный парк. В системе бухгалтерского учета оборудование предприятия в зависимости от его стоимости относят или к основным фондам, или к малоценному инвентарю. Срок службы оборудования и нормы амортизационных отчислений устанавливают в соответствии с нормативно-технической документацией Классификация оборудования вагоноремонтных предприятий Данная система классификации оборудования предназначена, прежде всего, для наилучшего восприятия материала в процессе изучения дисциплины. Специальной классификации оборудования для ремонта технического обслуживания вагонов не существует. Проектно-конструкторское бюро ЦВ и дорожные конструкторско-технологические бюро формируют каталоги и регламенты технологического оборудования по подразделениям вагонного хозяйства, т. е. объединяют в группы разнородное оборудование основных производственных участков: вагоносборочного, тележечного, колесного, ремонта автосцепки и т. д. Такое объединение в группы оправдано для выбора оборудования, однако имеет существенный недостаток при изучении его конструкций, принципов проектирования и функций, в особенности нестандартизированного. На практике многие виды оборудования, разработанные по определенным принципам механики, используют в нескольких технологических процессах в различных подразделениях. В подобных случаях технические характеристики оборудования различаются непринципиально. Основными признаками для данной классификации приняты назначение и способ производства оборудования. Все оборудование разделено на следующие группы: 11
12 подъемно-транспортное и транспортное; технологическое. По способу разработки и изготовления технологическое оборудование разделено на две основные группы: нестандартизованное разработанное и изготовленное предприятиями вагонного хозяйства; стандартное разработанное специализированными проектно-конструкторскими организациями и изготовленное на специализированных машиностроительных предприятиях. В группу «подъемно-транспортное и транспортное оборудование» входят: краны грузоподъемные; подъемные механизмы; оборудование для транспортировки вагонов и их частей в процессе ремонта и технического обслуживания. В группу нестандартизованного технологического оборудования входят: машины для очистки вагонов и их частей; вагоноремонтные машины; прессы для правки съемных деформированных элементов вагона; оборудование для операций разборки и сборки вагонов и их частей в процессе ремонта. Машины для очистки вагонов классифицируются: на машины для сухой очистки; машины водоструйной очистки; машины для гидродинамической очистки; устройства для очистки воды из моечных машин; машины с вращающимися щетками для наружной очистки пассажирских вагонов; оборудование тепловой очистки бункерных вагонов для перевозки битума. Вагоноремонтные машины подразделяются: на самоходные вагоноремонтные машины; машины для ремонта торцевых стен крытых вагонов. Прессы для правки съемных деформированных элементов вагона делятся на следующие виды: прессы для правки съемных частей кузова; оборудование для правки деформированного корпуса автосцепки. 12
13 Оборудование для операций сборки и разборки вагонов и их частей: прессы; подъемники; кантователи; гайковерты; манипуляторы. Виды стандартного оборудования: металлорежущие станки универсальные специальные; металлорежущие станки специальные; прессы специальные; электросварочное оборудование; оборудование для обработки древесины; кузнечное оборудование; компрессоры и вакуумные установки; оборудование для окраски вагонов. Универсальные металлорежущие станки классифицируют следующим образом: токарно-винторезные; вертикально-сверлильные горизонтально-фрезерные; поперечно-строгальные и т. д Требования к техническому оснащению предприятий для ремонта и технического обслуживания вагонов Характерной особенностью производственного процесса ремонта технического обслуживания вагонов является множество простых технологических операций, которые не могут выполняться с помощью стандартного универсального оборудования или универсального механизированного ручного инструмента. Это объясняется двумя основными причинами: неприспособленностью вагонов для операций контроля технического состояния, разборки и сборки; поступлением в ремонт деталей с эксплуатационными повреждениями: износом, деформациями, усталостными явлениями в металле, разрушением. К первой группе можно отнести следующие технологические операции: постановка и выемка чек для крепления тормозной колодки, постановка колодки в башмак; крепление воздухораспределителя; разводка шплинтов в валиках тормозной передачи, постановка и выемка клина тягового хомута, замена соединительных рукавов и т. д. 13
14 Ко второй группе можно отнести выправку деформированных деталей: крышек люков полувагонов, стоек, обвязочных брусьев, поперечных балок, листов обшивки кузова; механическую обработку полочки для предохранителя в корпусе автосцепки; наплавку и механическую обработку цапф триангеля и т. д. Для выполнения многих технологических операций ремонта необходимы приспособления и специфическое оборудование, узкоспециализированное для конкретных технологических операций, приспособленное для работы в определенных условиях. Следует учитывать, что некоторые виды работ по ремонту и техническому обслуживанию вагонов соответствуют массовому производству, например, смена тормозных колодок в поездах, другие соответствуют форме единичного производства, например, смена упорных угольников автосцепки. Большая часть операций по деповскому ремонту вагонов соответствует мелкосерийному производству. Отсюда определяются возможности механизации и частичной автоматизации производства по экономическим показателям. Для массовых операций возможна разработка нестандартизованного и приобретения дорогостоящего специального стандартного оборудования. В любом случае необходимость разработки и изготовления несложных приспособлений в ремонтных и эксплуатационных депо остается. В настоящее время предприятия вагонного хозяйства должны иметь техническое оснащение в соответствии с официальным документом регламентом технической оснащенности производственных подразделений вагонного хозяйства по ремонту и эксплуатации грузовых вагонов [3]. В регламенте в отдельных разделах в форме таблиц приведены перечни технологических операций, предусмотренные технической документацией ЦВ, вид и наименование оборудования для каждой операции, количество единиц оборудования в зависимости от производственной программы. В регламенте обозначено около 35 групп оборудования: технологическое и подъемно-транспортное, диагностическое, испытательное, неразрушающего контроля, слесарно-монтажное, информационное, опорное (ставлюги для установки кузова вагона) и т. д. В некоторых случаях указано обозначение типа или модели и заводизготовитель. Для оборудования по проектам ПКБ ЦВ в некоторых позициях приведены номера проектов, технические характеристики оборудования не приводятся. В каталогах оборудования [17, 20, 24, 27, 28, 29, 30, 31, 32] технические характеристики оборудования приведены частично. 14
15 Нормативная документация с требованиями к параметрам технологического оборудования ПКБ ЦВ не разрабатывалась. Численные значения параметров иногда приводятся в типовых технологических процессах ремонта и технического обслуживания вагонов. Требования к технологическому оборудованию для вагоноремонтных предприятий определены конструкцией вагонов и распределением парка вагонов по конструктивным особенностям и периодам производства вагонов. Некоторые параметры технологического оборудования, например, усилия для правки деформированных элементов вагона, усилия для отвертывания гаек, давление воды в обмывочных лампах моечных машин, скорость передвижения рабочего органа прессов и т. д. сложно определить расчетом, поэтому для разработки конструкций нестандартизованного технологического оборудования необходимы опытно-конструкторские работы (ОКР) и эксплуатационные испытания рабочих органов проектируемых машин. Большая часть параметров проектируемого технологического оборудования может быть определена расчетом. Практически все прочностные характеристики определяют по известным методам расчета деталей машины, а более сложных конструкций: балок ферм, порталов расчетами по методам строительной механики. В период перехода к рыночной экономике главным требованием к выбору и использованию технологического оборудования является экономическая эффективность наименьшие затраты на производственный процесс, т.е. при оснащении, переоснащении и реконструкции вагоноремонтных предприятий предъявляется основное требование к оборудованию замена морально устаревшего оборудования: замена физически изношенного оборудования; механизация и автоматизация производственных процессов; рациональное размещение оборудования, в частности, достаточные производственные площади; сокращение транспортных операций, в частности, рациональное размещение производственных участков (план производственного корпуса и генеральный план предприятия); использование комплексного оборудования. Выбор или разработка технологического оборудования превращается в достаточно сложную технико-экономическую задачу. Для решения этой задачи по каждому из видов оборудования необходимо иметь реальные технические характеристики, а именно: 15
16 стоимость оборудования; срок службы; трудозатраты при использовании оборудования в технологическом процессе; надежность-вероятность отказов; производительность; степень механизации и степень автоматизации. Для разработки нового оборудования основные из перечисленных данных должны быть включены в задание на разработку и проектирование. При разработке конструкции любого вида оборудования должно быть предусмотрено безусловное обеспечение требований техники безопасности и охраны труда персонала. По окончании разработки эскизного проекта конструкторская и технологическая документации должны быть подвергнуты экспертизе по охране труда и технике безопасности. Расчет целесообразности использования того или иного оборудования или замены существующего должен выполняться по современным методам экономических расчетов. В качестве примеров неудачного обоснования проекта оборудования можно привести проекты трансбордерных тележек для перевозки вагонных тележек и колесных пар. Конструкции данных тележек были тщательно разработаны, уровень механизации составлял 90 %, однако тележки не получили распространения из-за большого количества операций при транспортировке: установка трансбордера на позиции погрузки; погрузка (вкатывание) вагонной тележки на трансбордер; подъем вагонной тележки механизмом трансбордера; передвижение трансбордера на позицию разгрузки; опускание тележки вагона механизмом трансбордера; скатывание тележки вагона с трансбордера. Значительно проще проложить рельсовый путь шириной колеи мм из вагоносборочного участка в тележечный с небольшим уклоном (5 7 ). После установки мостовым краном тележки вагона на этот путь она автоматически скатывается на позицию выкатки колесных пар. Можно привести пример неудачной конструкции установки для наплавки цапф триангеля, состоящей из достаточно мощной станины, на которой размещены электродвигатель, редуктор, стойка с опорой вала для вращения триангеля. Наплавка цапфы предусматрива- 16
17 лась полуавтоматическая, продольными проходами. После каждого прохода сварщик должен повернуть триангель на 5 7 градусов для следующего прохода, поэтому для обеспечения большого передаточного числа был установлен сложный редуктор. Триангель длиной 1,5 м крепился на специальном захвате, захват одним концом устанавливался в радиальном подшипнике, и на подшипник действовал большой момент силы тяжести триангеля и захвата. Поэтому устанавливался мощный подшипник в стойке с большим поперечным сечением. После каждого прохода шлангового наконечника остановка наплавки для поворота цапфы. Установка получилась сложной, тяжелой, ненадежной, с низкой производительностью и большими затратами времени на управление. В качестве альтернативы можно привести проект ПКБ ЦВ, в котором предусмотрена опора триангеля на стойки двумя концами. Наплавка производится полуавтоматом по винтовой линии, т. е. автоматическая. Остановка машины после окончания наплавки автоматическая, с использованием конечного выключателя. Недостатки этой установки использование двух систем привода: для вращения триангеля и для движения суппорта со шланговым наконечником сварочного полуавтомата. Частота вращения цапфы и скорость передвижения суппорта должны быть очень небольшими, поэтому в каждом электроприводе действует сложный редуктор с большим передаточным числом. В некоторых случаях выбор оборудования связан со специализацией депо по типу вагонов. Так, в 80-х гг. прошлого века наблюдалась устойчивая тенденция увеличения программы ремонта вагонов и, в связи с этим, специализация депо по типу ремонтируемых вагонов. В крупных депо, специализированных на один тип вагонов, обеспечивалась более высокая производительность труда, поэтому появились стационарные опоры для установки поднятых вагонов. Позднее, в 90-х гг., в связи с существенным уменьшением потребности в ремонте вагонов и с трудностью обеспечения ремонтных депо объектами ремонта, депо ремонтируют вагоны разных типов, не используя стационарные напоры. В период перехода к рыночной экономике многие предприятия начинают производить различную продукцию машиностроения, в том числе и для предприятий по техническому обслуживанию и ремонту вагонов. В качестве примера можно привести станки для механической обработки несущих литых деталей грузовых тележек; после ремонта сваркой и наплавкой (рекламируется 12 моделей), станки для обработки корпуса автосцепки; прессы для запрессовки и съе- 17
18 ма внутренних колец подшипников 2726, моечные машины, электросварочное оборудование и т. д. Для решения вопроса о покупке технологического оборудования специалисты вагонного хозяйства должны изучить техническую документацию на предлагаемое оборудование, технические характеристики оборудования, выполнить экономические расчеты для определения срока окупаемости оборудования и себестоимости продукции, полученной с применением данного оборудования, оценить его надежность. При выполнении такой оценки полезно ознакомиться с опытом других предприятий, использующих аналогичное оборудование. Глава 2. Особенности использования оборудования в производственном процессе ремонта и эксплуатации вагонов 2.1. Методика выбора и расчета количества оборудования Выбор, расчет количества и размещения оборудования на действующих предприятиях для технического обслуживания и ремонта вагонов проводят: при необходимости замены морально или физически устаревшего оборудования; освоении новых технологий с целью снижения себестоимости ремонта или улучшения показателей качества отремонтированных вагонов; освоении деповского ремонта вагонов новых типов; для улучшения условий труда и техники безопасности. Замена оборудования может производиться с реконструкцией (перестройка) депо или без нее. В любом случае выбор оборудования начинается с проверки действующих, переработки или разработки новых технологических процессов. Проектно-конструкторским бюро ЦВ МПС разработаны типовые технологические процессы на все основные работы, выполняемые в вагонных депо. Поэтому в случаях внесения изменений в действующий местный технологический процесс следует проверить соответствие изменений требованиям типового технологического процесса, а также требованиям действующей нормативно-технической документации (инструкции и указания ЦВ). Основным документом для выбора оборудования служит регламент технической оснащенности подразделений вагонного хозяй- 18
19 ства [3]. Однако в регламенте в большинстве случаев не указаны тип и модель оборудования. Перечень подъемно-транспортного оборудования приводится в нормах технологического проектирования депо [1]. Перечни технологического нестандартизованного оборудования даны в каталогах ПКБ ЦВ [17, 24, 27, 28, 29, 31], перечни транспортного оборудования в указаниях ЦВ [20]. Некоторые виды рекомендуемого оборудования приведены в типовых технологических процессах и инструкциях ЦВ [16, 22]. Перечни технологического стандартного оборудования, рекомендуемого для подразделений вагонного хозяйства, приведены в специальных каталогах или в инструкциях ЦВ [35, 36]. В перечисленной документации, в особенности в каталогах, обычно не приводятся полные технологические характеристики оборудования. Такие характеристики содержатся в проектной документации, а для стандартного оборудования в документации предприятия-изготовителя. В 90-х гг. прошлого века и в первом десятилетии нового, в период перехода к рыночной экономике, ряд вновь организованных и ранее существовавших, но не специализировавшихся на изготовлении оборудования для вагонного хозяйства организаций и предприятий, разрабатывают, производят и рекламируют оборудование для ремонта вагонов. В случаях приобретения оборудования у таких поставщиков следует предварительно изучить техническую документацию на него. Использование подобного оборудования должно быть согласовано с ЦВ. Для расчета потребного количества оборудования применяют различные методы: по нормам расхода станко-агрегаточасов на ремонт вагона: затратам станкочасов на одно изделие (штучное время); нормам затрат станко-агрегаточасов на обработку единицы объема или веса материала на программу ремонта вагонов; суммарным затратам времени на выполнение однородных работ, (например электросварочных) на вагоне; циклограммам использования подъемно-транспортного и транспортного оборудования; расчетам расхода воды вид и количество насосов в моечных машинах; расчету расхода сжатого воздуха тип и количество компрессоров; по количеству отсасываемой жидкости; указаниям количества оборудования в нормативно-технической документации. 19
20 До 2004 г. в основном использовался метод расчета количества оборудования по нормам затрат станко-агрегаточасов на ремонт вагона. Расчетное количество станков (агрегатов) i-го типа определяется по формуле A i = N i a i / Ф gi, (2.1) где N i годовая программа ремонта вагонов; a i норма станко- или агрегаточасов на ремонт одного вагона; Ф gi действительный годовой фонд работы оборудования. Величина Ф gi рассчитывается по формуле Ф gi = DmtL i (2.2) где D расчетное количество рабочих дней в году; m количество смен в сутках; t продолжительность смены в часах; L i коэффициент использования оборудования (L i 21 Некоторые нормы расхода станко- или агрегаточасов на деповской ремонт пассажирских вагонов приведены в табл Таблица 2.2 Нормы станко- или агрегаточасов на деповской ремонт пассажирских вагонов Оборудование Норма агрегаточасов на один вагон 21 мягкий жесткий жесткийкупейный межобластной почтовый багажный Станки токарные 13,3 13,2 13,3 13,5 13,3 13,1 Станки вертикально-сверлильные 2,5 2,1 2,1 2,1 2,4 2,2 Станки поперечнострогальные 2,1 2,1 2,1 2,1 2,2 2,7 Станки фрезерные 1,6 1,6 1,4 1,4 1,4 1,4 Станки колесотокарные 2,1 2,1 2,1 2,2 2,2 2,2 Станки токарно-накатные 0,8 0,8 1,1 1,1 1,2 1,1 столярные 0,8 1,3 0,4 1,1 0,6 0,3 сварочные агрегаты 12 12,6 12,6 12, ,3 кузнечные молоты 10,8 11,1 11,3 10,9 10,9 11,1 Расчет количества станков по затратам станкочасов на одно изделие выполняется по формуле A i = n i J i / Ф gi, (2.3) где n i количество изделий i-го вида, планируемое для ремонта в течение года на программу ремонта вагонов; J i время ремонта (обработки) одного изделия. По такой методике можно рассчитать потребное количество колесотокарных, токарно-накатных, карусельных станков, фрезерных для обработки надрессорных балок и боковых рам тележек грузовых вагонов и другого узкоспециализированного оборудования, для которого в технической документации завода-изготовителя указана производительность станка или средние затраты времени на обработку одного изделия. Затраты станко-агрегаточасов (среднее штучное время) на обработку одного изделия для некоторых видов оборудования по техническим характеристикам предприятий-изготовителей оборудования приведены в табл. 2.3.
22 Таблица 2.3 Среднештучное время на обработку одного изделия для узкоспециализированного оборудования Оборудование Вид работы Штучное время, мин Колесотокарные станки: КЗТС 1936 КЗТС 1836, 1836 М Рафамет, ТСН Рафамет, UBB 112 Рафамет, ГИС 150 Регеншайдт, 165 Колесорасточные станки: УЗТС, КРС 2791 Фрест, ФО 200 Станок подрезной специальный Фрест, Ф Станок фрезерный, специальный Фрест, Ф0005М-06 Станок специальный для обработки надрессорной балки Станок специальный фрезерный Фрест, Ф Станок фрезерный, специальный Станок специальный Фрест, Ф0600 Станок фрезерный, специальный УЗТС, УФ Пресс для формирования колесных пар П6736 (односторонний) Обточка колес одной колесной пары Расточка отверстий ступицы колеса 8 20 Обработка опор скользунов одной надрессорной балки 12 Обработка подпятника, наклонных плоскостей и опор скользунов надрессорной балки 40 Обработка опорной поверхности и направляющих в челюстных (буксовых) проемах боковой рамы тележки модели Обработка платиков под фрикционные планки тележек модели Обработка наплавленных опорной и направляющих поверхностей корпуса буксы 8 Обработка после наплавки корпуса автосцепки ударной поверхности зева. 10 Тяговой поверхности большого/малого зуба. 8/4 Внутренней поверхности перемычки хвостовика Расчет количества оборудования по нормам затрат станко-агрегаточасов на обработку единицы объема или веса материала производится для заготовительных или обрабатывающих подразделений ва- 22
23 гоноремонтных предприятий: деревообрабатывающих, кузнечных. Расчет выполняется для каждого вида оборудования по формуле A i = Q i a ij / Ф gi, (2.4) где Q i годовой расход i-го материала (например, древесины) в принятых единицах измерения; a ij производительность i-го вида оборудования по обработке j-го материала в часах на единицу измерения материала. Для ориентировочных расчетов количества деревообрабатывающих станков принимают для грузовых вагонов общие затраты a ij = 3,5 3,8 станкочасов на 1 м 3, для пассажирских 4,2 4,8. Для кузнечных молотов с массой падающих частей 150 кг затраты времени на поковки общей массой 1м 5,5 ч; для молотов с массой падающих частей 350кг 16,5 ч. Для двухогневого горна затраты времени на нагрев 1 м поковок 100 ч. Коэффициент использования кузнечного оборудования при расчете Ф gi принимают L = 0,7 0,75. Электросварочное оборудование выбирают в соответствии с местными технологическими процессами ремонта и технического обслуживания вагонов. Количество сварочного оборудования в ориентировочных расчетах определяют в соответствии с нормой расхода агрегаточасов на ремонт одного вагона (см. табл. 2.1). Практикуется применять более точные расчеты по суммарному времени на сварочные и наплавочные работы. Расчет выполняют по формуле A i = N i T c / Ф gi, (2.5) где N i годовая программа ремонта вагонов; T c суммарное время сварочных и наплавочных работ на одном вагоне; Ф gi действительный годовой фонд рабочего времени одного агрегата i-го вида. Коэффициент использования сварочных аппаратов принимается L = 0,7 0,9. При использовании полуавтоматов следует подобрать соответствующие источники питания [35, 36]. Выбор подъемно-транспортного и транспортного оборудования производят в соответствии с нормами технического проектирования депо [1]. Расчет количества оборудования удобно выполнять графическим способом по циклограммам. Циклограмма представляет собой линейный график использования оборудования, например гру- 23
24 зоподъемного крана, во времени. На графике (в форме таблицы) количество строк соответствует количеству видов операций, выполняемых с помощью крана. Количество колонок соответствует количеству часов рабочей смены. На графике последовательно откладывают время выполнения операций, например, на вагоносборочном участке, на разборку вагонов, транспортировку частей вагонов на ремонтные участки, и обратно, сборку вагонов. Суммарное время выполнения операций за смену должно быть меньше действительного фонда рабочего времени крана за смену t o 25 Таблица 2.4 Расход сжатого воздуха для основных технологических процессов Технологическая операция Сухая очистка деталей вагона Съем и постановка поглощающих аппаратов автосцепки, карданных валов, правка деформированных деталей Зачистка поверхностей Сверление отверстий Отвертывание и завертывание гаек Оборудование или инструмент Камера для очистки деталей Р g = 0,4 МПа Приспособление с пневматическими подъемниками, пневмопрессы P g = 0,3 МПа Шлифовальные машины P g = 0,3 МПа Пневматические сверлильные машины P g = 0,5 МПа Пневматические гайковерты, P g = 0,5 МПа Расход воздуха в свободном объеме за 1 мин на единицу ремонта 2,1 3,2 0,5 2,5 1,7 0,75 0,75 Производительность компрессора определяется по наибольшему суммарному расходу воздуха Q = 1,2 V / n o, (2.8) где 1,2 коэффициент, учитывающий неравномерность расхода воздуха; V суммарный расчетный расход воздуха; n o объемный коэффициент полезного действия компрессора (n o = 0,8 0,9). Тип компрессора выбирают по расчетной производительности Правила размещения оборудования в подразделениях предприятий для ремонта и технического обслуживания вагонов Первый этап работы по размещению оборудования проверка соответствия размещения производственного участка, где предполагается разместить оборудование, нормам технического проектирования депо для ремонта вагонов [1]. Следует проверить соответствие нормам размеров и площади помещения, а также соответствие размещения участка на плане главного производственного корпуса депо требованиям норм проектирования. 25
26 Производственная площадь и размеры вагоносборочного участка определяются расчетом площади остальных производственных участков и отделений по нормам технологического проектирования депо [1]. Проверочный расчет длины вагоносборочного участка для организации ремонта вагонов стационарным способом выполняется по формуле L = 1 / kn П L П + L ВТ + L T, (2.9) где k количество параллельных ремонтных путей в помещении участка; n П общее количество ремонтных позиций; L П нормированная длина ремонтной позиции; L ВТ расстояние от торцевой стены до помещения до крайней ремонтной позиции со стороны выкатки тележек; L T то же с противоположной стороны. Обще количество ремонтных позиций определяется по формуле N П = N В / Dm, (2.10) где N В годовая программа ремонта вагонов (в физических единицах); D количество рабочих дней в году; m количество смен в сутках. В соответствии с нормами технологического проектирования депо принимают для полувагонов, платформ и крытых вагонов: L П = 16,7 м; L ВТ = 6 м; L T = 3 м. Ширина (пролет) вагоносборочного участка стандартная: для двух ремонтных путей 18 м, для трех 24 м. Расстояние между осями путей должно быть для двухпутного участка: 6 8 м, для трехпутного 6 7 м. Расстояние от оси пути до внутренней грани продольной стены 4,5 м. Основные производственные участки размещают в боковых пролетах с одной стороны вагоносборочного участка (двухпролетное здание) или с обеих сторон (трехпролетное здание). Ширину боковых пролетов выбирают в соответствии с ГОСТ [5]. Площадь помещений производственных участков в боковых пролетах принимают по нормам технологического проектирования депо. Нормы приведены для грузовых депо производственной мощно- 26
27 стью (годовой программой) от 6 до 12 тысяч, пассажирских от 1000 до 1500 вагонов. Нормы площадей приведены в табл. 2.5 для программы ремонта грузовых вагонов от 6 до 10 тысяч в год. Таблица 2.5 Нормы площади производственных участков депо Участки и отделения Колесотокарный Роликовых подшипников Тележечный Ремонт автосцепки: отделение механическое отделение кузнечное Деревообрабатывающий Ремонта крышек люков полувагонов Ремонта бортов платформ Ремонта сливных приборов и предохранительных клапанов цистерн Норма площади, м 2 на годовую программу ремонта вагонов грузовые пассажирские по кооперации Тенденция сокращения годовой программы ремонта вагонов в депо наблюдается с 90-х гг. прошлого века. Нормы площадей специализированных участков и отделений пассажирских депо даны в НТП [1]. Для депо с годовой программой ремонта грузовых вагонов от 4 до 6 тысяч в год норма площади может быть уменьшена на %. Для депо, рассчитанных на программу 2,5 3,5 тысяч вагонов в год, такая интерполяция непригодна, площадь производственных участков следует определять методом размещения оборудования на плане помещения участка. Нормы площадей для установки оборудования приведены в НТП [1]. Методика определения потребной площади помещения приводится ниже. Следующий этап размещения оборудования формирование на плане помещения производственного участка технологических потоков (маршрутов движения частей вагонов в процессе ремонта). На пути этих потоков размещается технологическое оборудование. По сложившимся правилам организации производства технологические потоки целесообразно проектировать прямолинейными. Пути транспортировки деталей между участками должны быть короткими. 27
28 Для определения площади производственного участка по методу размещения технологического оборудования выполняется масштабный чертеж плана технологических потоков и размещения оборудования. В процессе разработки подбирают стандартные размеры помещения. Шириной пролета обычно задаются (для депо 12 или 18 м). Нормы площадей на некоторые виды оборудования приведены в табл Таблица 2.6 Нормы площадей для размещения оборудования Оборудование Норма площади, м 2 Оборудование Норма площади, м 2 Колесотокарный станок 70 Стеллаж 4 Токарный станок малогабаритный 12 Токарный станок среднего размера 25 Токарный станок большого размера 60 Крупный деревообрабатывающий станок 25 Мелкий деревообрабатывающий станок 12 Моечная машина для тележек Моечная машина для колесных пар Моечная машина для букс Кузнечный горн на два огня 30 Верстак слесарный на одного рабочего 8 Стенд для ремонта дверей крытых вагонов 15 Стенд для ремонта котлов в пассажирских вагонах 15 Рабочее место для разборки электромашин Стенд для испытания и ремонта электромашин Стенд для разборки центрального 30 рессорного подвешивания тележек пассажирских вагонов 10 При определении площади помещения по этому методу следует учесть технологические коммуникации, транспортные проезды и проходы. Данные о потребной площади для размещения оборудования вагоноколесных мастерских, колесных участков и цехов приведены в табл Допускаемые расстояния от элементов здания до станков и допускаемые расстояния между станками приведены в табл. 2.8 и 2.9. При планировании размещения оборудования предусматриваются места для размещения заготовок, обработанных деталей и сборочных единиц, проезды для электрокаров, при необходимости рельсовые 28
Источник