ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
курсовой проект по дисциплине
«Технология производства и ремонта вагонов»
Объектом исследованияявляется тележка грузового вагона модели 18-100, сборочная единица – тормознойбашмак с подвеской, деталь – подвеска тормозного башмака.
Цель работы:разработать технологический процесс изготовления подвески тормозного башмакатележки грузового вагона модели 18-100.
В курсовом проектепроведен выбор действующего типового технологического процесса — изготовлениеподвески тормозного башмака тележки грузового вагона, составлен технологическийпроцесс изготовления и произведена разработка технологических операций.
Курсовой проектвыполнен в текстовом редакторе MicrosoftWord 2007 и представлен на диске вконверте на обороте обложки.
Содержание
Введение
1Характеристика детали
1.1 Характеристикасборочной единицы
1.2 Характеристикаусловий эксплуатации детали
1.3 Действующиесилы, виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей
1.4 Действующиесилы, виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей
2 Ремонт подвески тормозного башмака
2.1 Существующий технологический процесс ремонтаподвески тормозного башмака
3 Изготовление подвески тормозного башмака
4 Разработка этапов механической обработки
5 Расчет режимов механической обработки
6 Экономическая часть
7 Техника безопасности
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Курсовой проект подисциплине «Технологии производства и ремонта вагонов» выполняется с цельюзакрепления знаний, полученных при изучении технологических и других дисциплин.В процессе его выполнения мы показываем умение пользоваться справочниками,нормативно-технической документацией, технической литературой, инструкциями,приобретаем опыт в проектировании технологического процесса при ремонте деталейи сборочных единиц вагонов.
Разработка любоготехнологического процесса является комплексной задачей, для решения которой вконкретных условиях производства нужно найти оптимальный вариант процессаизготовления или ремонта заданного изделия. Оптимальным является такой вариантпроцесса, который обеспечивает выполнение всех требований конструкторскойдокументации на данное изделие при наименьших производственных затратах.
Разработкатехнологических процессов в общем случае включает комплекс взаимосвязанныхработ: анализ исходных данных, определение типа производства, выбордействующего процесса-аналога, выбор исходной заготовки и метода ее получения,выбор технологических баз, разработка технологического маршрута, выбортехнологического оборудования, разработка технологических операций, выборинструмента и приспособлений, нормирование технологического процесса, еготарификация, определение техники безопасности, оформление технологическихдокументов, расчеты основных параметров производства, разработка цеховойпланировки.
Любой технологическийпроцесс может существовать в двух формах: и виде совокупности определенныхдействий людей и технологического оборудования и в виде комплекта документов,определяющих эти действия.
Технологический процесскак комплект документов записывают на специальных бланках. Правила оформлениятехнологической документации установлены стандартами Единой системытехнологической документации (ЕСТД), согласно которым документы подразделяют навиды и выполняют строго по определенной форме. К технологическим документамотносятся графические и текстовые документы, которые отдельно или всовокупности определяют технологический процесс изготовления изделия и содержатнеобходимые данные для организации производства. К графическим документамотносят карты эскизов, к текстовым — маршрутную и комплектовочную карты, картутехнологического процесса, операционную карту, ведомость оснастки и др.
1 Характеристика детали
1.1 Характеристикасборочной единицы
Конструкцияи размеры тяг и затяжек тормозной рычажной передачи должны соответствоватьконструкторской документации на конкретный тип вагона. При сборке все шарнирныесоединения и узлы трения тормозной рычажной передачи, включая деталистояночного и ручного тормоза, должны быть смазаны. Подлежащие постановке навагон элементы тормозной рычажной передачи (тяги, триангели, подвески тормозныхбашмаков, траверсы, подвески траверс) должны иметь клейма, удостоверяющиеположительные результаты их испытаний. Предохранительные и поддерживающие устройствадолжны устанавливаться только исправные: не имеющие изломов и трещин.
Придеповском ремонте вагонов допускается износ рабочих поверхностейпредохранительных и поддерживающих устройств, составляющий не более 15% от ихтолщины.
Прикапитальном ремонте вагонов предохранительные и поддерживающие устройства,имеющие износ, должны быть заменены на новые или отремонтированные.
Тормозныеколодки должны быть поставлены новые и закреплены чеками по ГОСТу 1203-75«Чека тормозной колодки для вагонов железных дорог колеи 1520 мм.Технические условия».
Колодкине должны выступать за наружные грани колес.
1.2 Характеристикадетали
Подвескитормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшегоизноса менее 22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба менее 26 мм, а такжеподвески, у которых при дефектоскопировании обнаружены трещины, ремонтировать иставить на вагон не разрешается; изношенные подвески тормозных башмаков,имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа не менее 22 мм,а по усиленному сечению в углах гиба не менее 26 мм, допускаетсявосстанавливать наплавкой.
Каждаяподвеска тормозного башмака подлежит дефектоскопированию в соответствии сруководящими документами по неразрушающему контролю деталей вагонов; на проушинеизогнутой ветви прошедшей контроль подвески должно быть нанесено клеймо; припостановке нового клейма ранее поставленное клеймо необходимо зачистить, приэтом маркировка и клеймо завода-изготовителя на проушине прямой ветви должныбыть сохранены; дефектоскопирование подвесок, подлежащих ремонту, необходимопроизводить после их ремонта.
Подвескатормозного башмака должна изготовляться из полосовой стали или круглого прокатастали марки 45 по ГОСТ 1050. σв=600 МПа, твердость 200 НВ.
Таблица1 – Химический состав стали 45Химический элемент % Кремний (Si) 0,17 – 0,37 Медь (Cu), не более 0,25 Мышьяк (As), не более 0,08 Марганец (Mn) 0,50 – 0,80 Никель (Ni), не более 0,25 Фосфор (P), не более 0,035 Хром (Cr), не более 0,25 Сера (S), не более 0,04
1.3 Характеристикаусловий эксплуатации детали
Подвескатормозного башмака используются в сложных условиях эксплуатации: различныхтемпературных режимах (от -500С до +500С); различныхрежимах атмосферного давления и влажности; различной интенсивностью использованияи т.д.
1.4 Действующиесилы, виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей
В эксплуатации вагоновбольшое воздействие на работоспособность деталей несут различные виды внешнеготрения.
Виды и характеристикивнешнего трения:
Внешнее трение –явление сопротивления относительно соприкосновения, возникающее между двумятелами в зонах соприкосновения поверхностей, направленное по касательным к ним.
Сила трения – силасоприкосновения при относительном перемещении одного тела по поверхностидругого под действием внешней силы тангенциально направленной к общей границемежду этими телами.
Скорость скольжения –разность скоростей тел в точке касания при скольжении.
Коэффициент трения –отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг кдругу.
Трение покоя – трениедвух тел, находящихся в движении относительно друг друга.
Трение без смазочногоматериала – это трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенногосмазочного материала любого вида.
Трение со смазочнымматериалом – трение двух тел при наличии на поверхности любого смазочногоматериала.
Трение скольжения –трение движения, при котором скорости тел в течение касания различны позначению или направлению.
Трение качения – трениедвижения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по направлению изначению.
Трение качения спроскальзыванием – трение движение соприкасающихся тел при одновременном трениикачения и скольжения в зоне контакта.
F4
F3
F1 />/>/>/>/>
Рисунок 1 – Силы,действующие на подвеску тормозного башмака
На подвеску тормозногобашмака действуют силы: сила тяжести F1,сила трения между валиком и отверстием подвески F2(трение сухое, без смазочного материала, трение скольжения), тормозная сила F3(динамическая) и сила трения в месте подвешивания тормозного башмака F4(действует постоянно).
Проанализировавдействие всех сил на подвеску тормозного башмака можно сделать вывод, чтонаибольшему износу подвергается поверхность подвешивания тормозного башмака.
Чертёж подвескипредставлен в приложении Б.
2 Ремонт подвескитормозного башмака
2.1 Существующийтехнологический процесс ремонта подвески тормозного башмака
Подвески тормозныхбашмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа менее22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба менее 26 мм, а также подвески, укоторых при дефектоскопировании обнаружены трещины, ремонтировать и ставить навагон не разрешается; изношенные подвески тормозных башмаков, имеющие диаметрпоперечного сечения в местах наибольшего износа не менее 22 мм, а по усиленномусечению в углах гиба не менее 26 мм, допускается восстанавливать наплавкой.
Каждаяподвеска тормозного башмака подлежит дефектоскопи-рованию в соответствии сруководящими документами по неразрушающе-му контролю деталей вагонов; напроушине изогнутой ветви прошедшей контроль подвески должно быть нанесеноклеймо; при постановке нового клейма ранее поставленное клеймо необходимозачистить, при этом маркировка и клеймо завода-изготовителя на проушине прямойветви должны быть сохранены; дефектоскопирование подвесок, подлежащих ремонту,необходимо производить после их ремонта.
/> /> /> /> /> /> /> />
Неразрушающий контроль (вихретоковый, феррозондовый /> />
Измерительный контроль />
Визуальный осмотр /> />
/>
Неразрушающий контроль (вихретоковый, феррозондовый
Годен
Ремонт (наплавка, механическая обработка)
Брак />/>/>/>/>/>
/>
Рисунок 2 — Структуратехнологического процесса ремонта подвески тормозного башмака
3 Изготовление подвескитормозного башмака
/>
Рисунок 3 — Структуратехнологического процесса изготовления подвески тормозного башмака
Подвески тормозногобашмака изготавливают из прутка стали марки 45 (таблица 1) диаметром 25 мм.
Производство подвескитормозного башмака начинается с нарезки прутка на пресс-ножницах НГ5222.Номинальное усилие пресса 400 кН, мощность электродвигателя 4,8 кВт. Послеэтого концы заготовки расплющиваются ковочным гидравлическим прессом ГОСТ7284-88 (усилие 5 – 50 МН). Затем на концах заготовки сверлятся отверстиядиаметром 32 мм с помощью сверлильного станка 2Н135. Потом заготовку нужно согнутьна универсальном горизонтальном гидравлическом прессе «Хамелеон», производствоИталия (усилие 0,22 МН).
В местах гиба заготовкипроисходит деформация металла: наружные волокна растягиваются, а внутренниесжимаются. Поэтому нужно провести в этих местах контроль дефектоскопом. Еслидефектов в заготовке нет, то производится механическая обработка. Если жеимеются трещины, то деталь забраковывается. После механической обработки наподвеске ставится клеймо.
Механическая обработкапроизводится шлифовальной машинкой 3УШМ-115-600 (мощность 600 Вт).
Технологические картыпредставлены в приложении А.
4 Разработка этаповмеханической обработки
Сверление отверстий вподвеске тормозного башмака выполняется на вертикально-сверлильном станке 2Н135(Рисунок 4), его характеристики:
— наибольшее расстояниеот торца шпинделя до рабочей поверхности стола – 750 мм;
— вылет шпинделя – 300 мм;
— наибольший ходшпинделя – 250 мм;
— наибольшеевертикальное перемещение сверлильной головки – 170 мм, стола – 300 мм;
— конус Морзе отверстияшпинделя – 4;
— число скоростейшпинделя – 12;
— частота вращенияшпинделя – 31-1400 об/мин;
— число подач шпинделя– 9;
— подача шпинделя –0,1-1,6 мм/об;
— мощностьэлектродвигателя привода главного движения – 4 кВт;
— длина – 1030 мм;
— ширина – 825 мм;
— высота – 2535 мм;
— масса – 1200 кг.
/>
Рисунок 4 –Вертикально-сверлильный станок 2Н135
В подвескевысверливается два сквозных отверстия диаметром по 32 мм каждое. Длинасверления 18мм.
В соответствии сосвойствами металла, из которого сделана заготовка, и требуемым диаметромотверстия выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническимнормальным хвостовиком ГОСТ 10903-77 (Рисунок 5).
/>
Рисунок 5 – Спиральноеконическое сверло
Нам необходимо сделатьотверстие диаметром 32 мм, поэтому сначала необходимо просверлить отверстиедиаметром 20 мм, а затем рассверлить его до 32 мм.
Таблица 2 – ПараметрысвёрелПараметр Значение, мм Диаметр сверла 20 32 Длина сверла 238 334 Длина рабочей части 140 185
Для подвески тормозногобашмака выбираем нормальную заточку сверла Н (Рисунок 6), материал сверла –Р18, используется для изготовления свёрел для обработки конструкционных сталейс прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств принагревании во время работы до 600 °С. Параметры лезвия сверла: a=11°;Ψ=40°.
/>
Рисунок 6 – Нормальнаязаточка сверла
5 Расчет режимовмеханической обработки
При сверлении глубинарезания равна (Рисунок 7), мм:
t= 0,5D, (1)
t= 0,5×32 = 16
/>
Рисунок 7 – Схемарезания при сверлении
Так как сталь 45 имееттвердость 200 НВ, то в соответствии с диаметром сверла выбираем подачу 0,5мм/об.
Скорость резания,м/мин, при сверлении:
υ = (СυDq)/(TmSy)×Kυ,(2)
где коэффициент Сυ=9,8;q=0,40; y=0,5;m=0,20;
T– среднее значение периода стойкости сверла, Т=70 мин;
Kυ– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактическиеусловия резания:
Kυ=KМυKИυKlυ,(3)
где KМυ– коэффициент на обрабатываемый материал, KМυ=0,8;
KИυ– коэффициент на инструментальный материал, KИυ=0,6;
Klυ– коэффициент, учитывающий глубину сверления, Klυ=1.
Kυ=0,8×0,6×1=0,48,
υ =(9,8×320,4)/(700,2×0,50,5)×0,48=11,34м/мин.
Крутящий момент, Н·м, иосевую силу, Н, при сверлении рассчитывают по формулам:
Мкр=10СМDqSyКр;(4)
РО=10СрDqSyКр,(5)
где коэффициент СМ=0,0345;для крутящего момента: q=2,0;y=0,8; коэффициент Ср=68;для осевой силы: q=1,0; y=0,7;
Кр –коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, Кр=1;
Мкр=10×0,0345×322×0,50,8×1=203;
РО=10×68×321×0,50,7×1=13395.
Мощность резания, кВт,определяют по формуле:
Ne=Мкрn/9750, (6)
где n– частота вращения сверла, об/мин:
n=1000υ/(πD);(7)
n=1000×11,34/(3,14×32)=113;
Ne=203×113/9750=2,35.
6 Экономическая часть
В данный момент купитьновую или бывшую в эксплуатации подвеску тормозного башмака не представляетособой сложности, так как есть множество организаций занимающихся продажейразличных деталей подвижного состава.
Стоимость подвескитормозного башмака может быть от 300 до 550 рублей, в зависимости от годаизготовления. Для сравнения — цена ремонта подвески тормозного башмака придеповском ремонте составляет не более 50 рублей.
Себестоимость ремонтаподвески тормозного башмака составляет около 300 рублей.
Вывод: изготовлениеподвески тормозного башмака простое, не требует больших затрат средств ивремени. Поэтому в депо организовать не сложно, но так как стоимостьоборудования высокая, а объём работы мал, то проще заказывать новую подвескутормозного башмака на заводе изготовителе.
7 Техника безопасности
Слесарь при работе навсех видах режущих электрических станков обязан:
— не допускать к работепосторонних лиц;
— сообщать мастеру онеисправностях, при которых невозможно продолжение безопасной работы, и неприступать к работе до их устранения;
— перед началом работынеобходимо надеть спецодежду, предусмотренную нормами;
— получить отруководителя работ устное или письменное задание, инструктаж о безопасныхметодах и приемах работы;
— привести в порядокрабочее место, убрав посторонние предметы;
— проверить исправностьконцевых выключателей, пусковых кнопок, ограждения;
— знать опасные ивредные производственные факторы;
— уметь оказыватьпервую помощь пострадавшим при несчастных случаях на производстве;
— надежно и прочнокрепить режущий инструмент, точно центрировать его;
— обрабатываемыедетали, тиски и другие крепежные приспособления прочно и надежно крепить настоле станка специальными крепежными деталями: болтами, соответствующими пазустола, прижимными планками, упорами и т.д.;
— деталь подводить ккругу постепенно, без рывков и резкого нажима;
— проверить заземление.
Запрещается при работес электроинструментом:
— работать при снятыхограждениях;
— производить наладку,обслуживание и смазку при включенном двигателе;
— производить чистку иобтирку на ходу, работать при неисправных блокировках.
Отключение цепиуправления производить всякий раз при перерывах в работе.
По окончании работыотключить цепи управления, привести в порядок рабочее место, вытереть и смазатьтрущиеся части, закрыть пусковую аппаратуру.
Заключение
В курсовом проектеизучен технологический процесс изготовления подвески тормозного башмака,определены условия эксплуатации детали, рассмотрен существующий технологическийпроцесс ремонта подвески тормозного башмака, составлен технологический процессизготовления, выбрано технологическое оборудование и оснастка для механическойобработки, в экономической части сделан вывод о целесообразности налаживанияпроизводства подвесок тормозного башмака в условиях депо, получены навыкиоформления технологических документов, составления алгоритма изготовлениядетали.
Список использованнойлитературы
1 Г. Ф. Гусев, В. А. Королев«Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов» Ч.1, Омск, 1997 г.
2 Г. Ф. Гусев, В. А. Королев, Л. А.Пасечникова «Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов»Ч.2, Омск, 1998 г.
3 Г.Ф. Гусев, В.В. Зубенко «Комплектацияи оформление технологических документов при ремонте вагонов»: Методическиеуказания при курсовом проектировании / Г. Ф. Гусев, В. В. Зубенко; Омский гос.Ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 54 с.
4 Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технологияремонта вагнонов: Учебник для средних специальных учебных заведений ж.-д.трансп. — М.: Желдориздат, 2001. — 559 с.
5 Технология производства и ремонтавагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / К. В. Мотовилов, В.С. Лукашук, В.Ф.Криворудченко, А.А. Петров; Под ред. К.В. Мотовилова. — М.: Маршрут, 2003. —382 с.
6 Инструкция по ремонту тележек грузовыхвагонов РД 32 052 – 96 / ПКБ ЦВ. М., 1996, 76 с.
7 Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по деповскому ремонту. ЦВ/4859 М.: Транспорт, 1992, 89 с.
8 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова,— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение,1986. 656 с, ил.
9 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.— 4-еизд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. 496 с, ил.
10 СТП ОмГУПС – 1.2 – 2005.