МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РФ
Московский государственный университет
путей сообщения
(МИИТ)
Кафедра
²Вагоны и вагонное хозяйство²
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
²Проектирование вагоноремонтных предприятий²
на тему: ”Разработка технологических решений проекта реконструкции колесно-роликового участка вагонного депо по ремонту 4х-осных крытых вагонов”
Выполнил ст.группы ТВГ-
Проверил Соломатин В. В.
Москва 2005г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.Определение режимов работы производственного участка и расчет годовых фондов времени его работы
2. Расчет производственной мощности вагонного депо
2.1. Производственная мощность депо, методика ее расчета
2.2. Расчет параметров вагоносборочного участка
3. Расчет параметров колесно-роликового участка
3.1. Назначение участка
3.2. Технологический процесс освидетельствования и ремонта колесных пар без смены элементов
3. 3. Расчет программы колесно-роликового участка
3.4. Расчет количества производственных рабочих
3.5. Выбор и расчет технологического оборудования
3.6. Расчет производственной площади участка и линейных размеров
4. Компоновка производственного участка
5.Общие требования к планировке производственного участка
6. Оценка прогрессивности технических решений спроектированного технологического процесса
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Одним из направлений по совершенствованию вагоноремонтной базы железных дорог России является перевод ее на индустриальную основу.
Современное вагоноремонтное предприятие (ВРП), сопоставимое по своей сущности с предприятием машиностроительной отрасли, должно отвечать современным требованиям, предъявляемым к организации производственного процесса при ремонте вагонов, к производственной структуре и техническому оснащению производства, к инфраструктуре предприятия, с целью обеспечения потребности в ремонте вагонов с высоким качеством и минимальными затратами.
Рациональные решения задач, определенных требованиями к современному вагоноремонтному предприятию, должны быть найдены еще на этапе проектирования вновь строящихся предприятий или реконструкции существующих. Поэтому важным этапом инвестиционного процесса в строительство (реконструкцию) ВРП является разработка проектной документации на его строительство (реконструкцию).
Стержневым разделом проектной документации является технологическая часть проекта, определяющая производственную программу предприятия, характеристику и обоснование технологии производства, структуру и состав предприятия, данные о трудоемкости ремонтных работ, состав и потребное количество технологического оборудования, производственные площади предприятия, уровень автоматизации и механизации технологических процессов, число рабочих мест и численность работающих и др. Результаты, полученные в технологической части проекта, являются исходным материалом для смежных частей проекта ВРП.
В данной работе представлена методика разработки технологических решений при проектировании основных производственных участков вагонного депо.
1. Определение режимов работы производственного
участка и расчет годовых фондов времени его работы
Резервом для повышения производственной мощности предприятия является рациональное использование годового фонда рабочего времени.
Исходя из регламентированной длительности рабочей недели, составляющей 40 часов, годовой фонд рабочего времени одной рабочей смены составит Fсм=2075 часов, который можно реализовать по четырем возможным режимам работы предприятия при 7, 6 или 5-дневной рабочей неделе. Характеристики режимов представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Характеристики режимов работы депо в зависимости от количества дней в рабочей неделе.
Режим работы
Количество рабочих смен в сутки,
aсм.
Количество
рабочих дней в году
а1
Количество
рабочих
дней в цикле
а2
Количество
рабочих не
дель в цикле
bi
Количество сменных контингентов ра-бочих,nд
1
2
358
14
4
4
2
2
306
16
4
3
3
2
358
28
6
3
4
2
254
20
4
2
В соответствии с таблицей продолжительность рабочей смены можно определить из следующего условия
/>
или
/>
где Тсм — продолжительность рабочей смены, ч;
n — количество рабочих недель в году, n = 52;
i — номер рассчитываемого режима.
Номинальный годовой фонд рабочего времени находим по следующей формуле
/>
Годовой фонд работы оборудования с учетом перерывов на техническое обслуживание определяем из следующего выражения
/>,
где Ки — коэффициент работы оборудования, Ки =0,9.
Результаты расчетов продолжительности рабочей смены, номинального годового фонда рабочего времени и годового фонда работы оборудования сводятся в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 — Продолжительность рабочей смены, годовые
фонды времени.
Режи-мы ра-боты
Показатели
Количество
рабочих дней
в году,
а1
Количество рабочих смен в сутки,
асм
Длитель-ность смены,
Тсм
час
Годовой фонд рабочего времени, ч
участка--PAGE_BREAK--
(номиналь-
ный) Fн
оборудования
( действит.)
Fдо
1
2
3
4
5
6
1
358
2
11,4
8162,4
7346,16
2
306
2
9,98
6107,8
5497,02
3
358
2
8,55
6121,8
5509,62
4
254
2
7,98
4053,84
3648,456
2. Расчет производственной мощности вагонного депо
2.1. Производственная мощность депо,
методика ее расчета
Под производственной мощностью Мрпредприятия вагонного хозяйства понимается его расчетная потенциальная способность выпускать максимальное количество продукции требуемого качества в единицу времени на определенную дату при полном использовании производственного оборудования и площадей, достигнутом или намечаемом уровнях развития техники, степени ее освоения и принятой технологии.
При разработке проекта строительства (реконструкции) вагонного депо используется понятие проектная производственная мощность предприятия, то есть, предусмотренный проектом данного предприятия выпуск продукции.
Ожидаемый выпуск продукции предприятием может отличаться от его расчетной производственной мощности и характеризуется фактическим выпуском продукции.
Фактический выпуск продукции Nф– случайная величина, зависящая от множества факторов и достигнутого уровня совершенства производства.
Производственная программа вагонного депо определяется производственной мощностью вагоносборочного участка (ВСУ) с учетом формы организации производственного процесса, выбранного режима работы участка, типа вагонов и средней трудоемкости их ремонта, а также параметров ВСУ (числом ремонтных путей, числом ремонтных позиций и т.д.)
Расчет производственной мощности предприятия выполняется по техническому заданию, определяющему исходные данные для расчета.
Исходные данные для расчета
Объект ремонта -4-осный крытый вагон;
Годовая программа ремонта вагонов nд=4000 ваг./год;
Количество ремонтных путей в ВСУ, nп = 2 пути;
Способ ремонта вагонов в ВСУ — поточный на ПКЛ;
Количество ремонтных позиций на ПКЛ, Θ = 5 поз.;
Норма простоя вагона в ремонте, t. ч, :
— для 4-х осн. вагонов — t = 8 ч ;
Производственную мощность ВСУ в физических вагонах определим по выражению
/>( 1)
где Fн – номинальный годовой фонд рабочего времени
вагоносборочного участка для принятого режима
его работы, ч;
Фi — фронт работы i-го ремонтного пути
вагоносборочного участка, ваг.;
ti — нормированное время простоя вагона в ремонте, ч;
n — число ремонтных путей в вагоносборочном
участке, nmin ≥ 2.
При поточном методе ремонта вагонов на поточно-конвейерной линии (ПКЛ) фронт работы Фi определим по выражению
/>(2)
где Θi – число ремонтных позиций ПКЛ на i-ом пути
вагоносборочного участка;
Кв — количество вагонов, размещаемых на одной
ремонтной позиции ПКЛ, ваг.
Ожидаемый фактический выпуск вагонов Nф из ремонта составит
Nф = (0,85… 0,95)·М=4560,75
2.2. Расчет параметров вагоносборочного участка
При поточном ремонте вагонов в вагоносборочном участке на ПКЛ определяют ее временные и пространственные параметры.
В случае ремонта вагонов различного типа (например: 4-х и 8-ми осных) расчет параметров выполняется раздельно для каждой ПКЛ.
Определяем расчетный такт работы ПКЛ в ВСУ по выражению
/>мин(3)
где n – количество ПКЛ в вагоносборочном участке;
η — коэффициент использования ПКЛ с учетом затрат
времени на техническое обслуживание и ремонт,
η = 0,85.
Проверяем кратность расчетного такта R длительности смены.
/>(4)
Округляем величину Е до целого числа и определяем откорректированный такт поточной линии
/>
Фактический выпуск вагонов из ремонта с учетом откорректированного такта R' составит
/>(5)
Полученное значение Nф проверяем на соответствие условию
Nф ≥ nд, 4595>4000-верно (6)
3.Расчет параметров колесно-роликового участка
3.1. Назначение участка
Колесно-роликовый участок (КРУ) предназначен для выполнения полного и обыкновенного освидетельствований и ремонта колесных пар без смены элементов вагонов, поступающих в деповской и текущий отцепочный ремонты.
КРУ имеет следующие отделения:
колесотокарное отделение — предназначено для восстановления профиля катания изношенных колес посредством механической обработки поверхности катания колеса на специальных колесотокарных станках; в отделении возможно размещение накопительных путей для колесных пар и специализированного пути для проведения промежуточной ревизии роликовых букс при обыкновенном освидетельствовании;
роликовое отделение — предназначено для подготовки колесных пар с роликовыми буксами к ремонту, диагностики технического состояния элементов колесной пары и ее буксовых узлов, демонтажа роликовых букс с колесной пары, ремонта и подготовки к монтажу корпусов букс и крепительных элементов (крепительных крышек, болтов, шайб и пр.), монтажа роликовых букс на колесную пару, приемки и окраски колесных пар;
ремонтно-комплектовочное отделение роликовых подшипников– предназначено для контроля, ремонта и комплектовки роликовых подшипников с целью обеспечения их надежной работы в буксах колесных пар.
3.2. Технологический процесс освидетельствования и ремонта колесных пар без смены элементов
При поступлении вагонов в деповской ремонт все колесные пары поступают в колесно-роликовый участок депо для освидетельствования или ремонта.
Производственный процесс ремонта колесных пар и их букс организуется по методу предметной специализации на комплексно-механизированных линиях, позволяющий расчленить весь технологический процесс на ряд параллельных технологических процессов с учетом объема выполняемых работ (с полной или промежуточной ревизией буксовых узлов) и комплектующих сборочных единиц. продолжение
--PAGE_BREAK--
Рассмотрим технологический процесс ремонта колесной пары с полной ревизией роликовых букс и обточкой колес по профилю катания, как наиболее трудоемкий и с максимальным использованием средств механизации и автоматизации.
Последовательность выполнения основных видов работ (маршрутная технология) при полном освидетельствовании и ремонте роликовых колесных пар без смены элементов показана на рис.3.1.
Рис.3.1. Структурная схема технологического процесса колесных пар
1 — предварительный осмотр колесных пар; 2- демонтаж роликовых букс; 3-очистка и обмывка кол. пар; 4 — УЗД подступичных частей осей колесных пар; 5 — магнитная дефектоскопия шеек и предподступичных частей (5.1) и средних частей (5.2) осей колесных пар; 6 – технические измерения колесных пар, заполнение натурного листка ф. ВУ-51 «Приход»; 7 — обтачивание профиля поверхностей катания колес; 8 — измерение размеров кол. пар и заполнение листка формы ВУ-51 «Расход»; 9 — зачистка (полирование) шеек кол. пар; 10 — клеймение кол. пар; 11- монтаж роликовых букс; 12- контроль сборки букс и постановка бирки; 13 — окраска и сушка колесных пар.
Трудоемкость работ согласно «Типовым технически обоснованным нормам времени на ремонт и формирование колесных пар» и «Типовых норм времени на ремонт вагонных букс с роликовыми подшипниками с учетом автоматизации и механизации производственных процессов » указана в табл. 3.1.
Таблица 3.1.Характеристика технологического процесса
ремонта роликовых колесных пар без смены элементов
№
п/п
Наименование
работ
Ед.
изме-
рения
Используемое
оборудование
Профессия
рабочего
Раз-
ряд
рабо-
ты
Норма
времени,
чел-мин
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
1.
Колесную пару
предварительно
осмотреть
кол.
пара
Площадка для
осмотра
Мастер
1,5
2.
Демонтаж
роликовых букс
произвести
-«-
-»-
Буксосъемник, стенд для
демонтажа
Слесарь
4
20,58
3.
Колесную пару
обмыть
Моечная машина МСО-010
Оператор
4
10
4.
Корпус буксы и
детали крепления
обмыть
Моечная уста-
новка для кор-
пусов букс
Оператор
4
6,0
5.
Роликовый
подшипник
промыть
Кол.
пара
Автомат. уста-
новка для про-
мывки подш.
-
4
6,0
6.
Роликовый подш.
отремонтировать
-»-
Технолог. обор-ие для контроля, ремонта и комплектовки подшип
Слесарь
5
60,0
7.
Магнитный контроль и УЗД произвести
кол.
пара
-«-
-«-
-«-
-«-
-«-
-«-
Стенд Р8617 для де-
фектоскопиров.
и измерени
кол.пары
Дефекто-
скопист
5
16,7
8.
Измерение колесной пары произвести
Стенд БВ 9272,
шаблоны
Мастер
-
10,2
9.
Колесную пару по
кругу катания
колес обточить
Колесотокарный
Станок «Рафамет»
Токарь
6
40
10.
Корпус буксы и детали крепления
к монтажу
подготовить
Слесарный инструмент
Слесарь
4
15,0
11.
Монтаж роликовых
букс произвести
Буксонадеватель, стенд для монтажа продолжение
--PAGE_BREAK--
букс УДМБ-5 --PAGE_BREAK--
Fд.р.=Fн.р·.Кп --PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Тележечный участок
Колесно-роликовый участок (позиция приемки кол. пары)
100
2
Позиция приемки колесных пар в ремонт
Линия полного освидет. кол. пар -позиция демонтажа букс
100*0,45=45
3
Позиция демонтажа букс
Позиция обмывки кол. пар
45*0,85=38,3
4
То же
Позиция выпрессовки подшипников из корпуса буксы
45*0,15=6,75
5
Позиция выпрессовки подшипников из корпуса буксы
Позиция обмывки корпусов букс
45*0,1=4,5
6
Позиция выпрессовки подшипников из корпуса буксы
Позиция промывки подшипников
45*0,05=2,25
788888
7772785
Позиция обмывки
колесных пар
Позиция дефекто-скопирования кол. пар
38,2538,2533667555538,
8
Позиция дефекто-скопирования кол. пар
Позиция измерения параметров кол. пар
38,253838,25
9
Позиция измере-ния параметров кол. пар
Парк колесных пар (в ремонт со сменой элементов)
38,25*0,03=1,1
10
То же
Позиция обточки кол. пар по кругу катания
(38,25-1,1)*
*0,55=20,4
11
То же
Позиция монтажа букс
37,15-20,4=
=16,75
12
Позиция обточки кол. пар по кругу катания
Позиция монтажа букс
20,4
13
Позиция измере-ния параметров кол. пар
Позиция монтажа букс
16,75
14
Позиция обмывки корпусов букс
Позиция подготовки корпусов букс к монтажу
4,5
15
Позиция подготовки корпусов букс к монтажу
Позиция монтажа букс
4,5
16
Позиция промывки подшипников
Ремонтно-комплек-товочное отделение подшипников
2,25
17
Ремонтно-комплектовочное отделение роликовых подшипников
Позиция монтажа букс
2,25
18
Позиция монтажа букс
Позиция приемки колесных пар из ремонта
20,4+16,75+4,5+
+2,25=43,9
19
Парк колёсных пар (поступление с ВКМ или новые кол. пары)
Позиция приемки колесных пар из ремонта
1,1
20
Позиция приемки колесных пар из ремонта
Позиция окраски колесных пар
43,9+1,1=45
Таблица 4.2.
Расчет интенсивности распределения грузопотоков при обыкновенном освидетельствовании колесных пар
№
п/п
Откуда перемещается
груз
Куда перемещается груз
Расчет интенсивности грузопотока в %
1
2
3
1
Тележечный участок
Колесно-роликовый участок (позиция приемки кол. пары)
100
2
Позиция приемки колесных пар в ремонт
Линия обыкновеннного освидет. кол. пар -позиция сухой очистки колесной пары
100*0,55=55
3
Позиция сухой очистки колесной пары
Позиция дефекто-скопирования и измерения колес. пар
55
4
Позиция дефекто-скопирования и измерения колес. пар
Позиция промежуточной ревизии букс
55
5
Позиция промежуточной ревизии букс
Позиция обточки колесных пар по кругу катания
55*0,55=30,25
6
Позиция обточки колесных пар по кругу катания
Позиция промежуточной ревизии букс
30,25
7
Позиция промежуточной ревизии букс
Позиция приемки колесных пар из ремонта
55
8
Позиция приемки колесных пар из ремонта
Позиция окраски колесных пар
55
5.Общие требования к планировке производственного участка
Планировкой производственного участка называют план расположения производственного, подъемно-транспортного и другого оборудования, рабочих мест, санитарно-технических и энергетических сетей, проездов, проходов и т.п. продолжение
--PAGE_BREAK--
Планировку подразделения выполняют после разработки общего компоновочного плана корпуса.
При расстановке оборудования, рабочих мест и коммуникаций соблюдают следующие основные требования:
-оборудование располагают в порядке последовательности выполнения технологических операций: обмывки, разборки, дефектации и сортировки, ремонтно-восстановительных операций, сборки, приемки из ремонта, окраски и сушки и т.д.;
-проходы, проезды и расположение оборудования должны позволять осуществлять монтаж, демонтаж и ремонт оборудования, обеспечивать удобство подачи ремонтируемого объекта, технологической оснастки и инструмента, уборки отходов и безопасность работы;
-подъемно-транспортные средства должны быть увязаны с технологическим процессом и расположением оборудования так, чтобы были достигнуты кратчайшие пути перемещения грузов без перекрещивания грузопотоков и не создавались помехи на проходах, проездах и путях движения людей;
-расстановка оборудования должна предусматривать возможность изменения планировки при использовании более прогрессивных технологических процессов.
Планы расстановки оборудования выполняются на основе строительного чертежа здания (участка), где должны быть показаны основные элементы здания: наружные и внутренние стены, перегородки, ворота, двери, окна и внутренние стены, антресоли. Планы на стадии технических проектов выполняют, как правило, в масштабе 1:200, на стадии техно-рабочих и рабочих проектов в масштабе 1:100. На стадии техно-рабочих и рабочих проектов на чертежах указывают привязку оборудования.
6. Оценка прогрессивности технических решений
спроектированного технологического процесса
Прогрессивность спроектированного производственного процесса, в части его технической оснащенности, возможно оценить уровнем механизации и автоматизации, определяемый в процентах механизированного и автоматизированного труда в общих трудозатратах:
/>·Z/>
У = 100 % ·—, (11)
Zmax·/>
где mz= M·Кз-количество используемых средств труда;
М — количество установленных средств труда;
Кз— коэффициент загрузки оборудования.
Z — количество звеньев в машине.
Все средства механизации в зависимости от замещаемых функций подразделяются:
— на ручные орудия труда (гаечные ключи, молоток и.т.п.) — Z=0;
— на машины ручного действия (дрель ручная, пресс, диагноcтические приборы без подвода внешнего источника энергии) — Z=1;
— на механизированные ручные машины (электродрель, пневмо
гайковерт и другие машины с подводом внешнего источника
энергии) – Z=2;
— на механизированные машины (универсальные станки,
прессы, кран-балки, диагностические стенды и другие без системы автоматического управления) — Z=3;
— на машины-полуавтоматы – Z=3,5;
— на машины-автоматы Z=4.
Расчет уровня механизации и автоматизации технических процессов представлен в таблице 6.1.
Таблица 6.1.
Пример расчета уровня механизации и автоматизации
Наименование оборудования
Количество
установленных средств труда, М
Коэффи-циент использо-вания, Кз
Число звеньев,
Z
Коли-чество исполь-зуемых средств труда,
mz=М· Кз Автоматический передвижной
буксосъемник
1
0,85
4
0,85
Корпусосъемник
1
0,85
4
0,85
Стенд для демонтажа
1
0,7
3
0,7
Эстакада для демонтажа букс
1
0,7
3
0,7
Моечная машина для колесных пар
1
0,8
3,5
0,8
Автоматизированная установка для зачистки и промывки подшипников
1
0,85
4
0,85
Установка для дефектоскопирования
1
0,7
3
0,7
Вихретоковый дефектоскоп для контроля роликов
1
0,5
2
0,5
Вихретоковый дефектоскоп для сепараторов
1
0,5
2
0,5
Автомат для зачистки торцов роликов
1
0,85
4 продолжение
--PAGE_BREAK--
0,85
Автомат для зачистки цилиндрической поверхности роликов
1
0,85
4
0,85
Автомат для зачистки внутренней поверхности наружного кольца подшипника
1
0,85
4
0,85
Стенд для дефектоскопирования колесных пар
1
0,7
3
0,7
Комплекс для контроля параметров колесных пар
1
0,7
3
0,7
Станок колесотокарный
4
0,85
4
3,4
Моечная машина для деталей букс
1
0,8
3,5
0,8
Автоматическая установка для выпрессовки подшипников, зачистки и промывки корпусов букс
1
0,85
4
0,85
Транспортер для перемещения корпусов букс на позицию монтажа
1
0,7
3
0,7
Эстакада для монтажа букс
1
0,7
3
0,7
Стенд для монтажа роликовых букс
2
0,7
3
1,4
Автоматический передвижной буксонадеватель
2
0,85
4
1,7
Эстакада для промежуточной ревизии букс
1
0,7
3
0,7
Установка для окраски с устройством для проворачивания колесной пары
1
0,7
3
0,7
Стенд для магнитного контроля и УЗД кол пары
1
0,7
3
0,7
Используя выражения 11, рассчитаем уровень механизации и автоматизации колесно-роликового участка
/>·Z =49,8;
Zmax·/>=110,25 ;
49,8
У = 100·--------------- = 45,17 %.
5·22,05
Уровень механизации и автоматизации технологических процессов составляет 45,17 % и является выше заданного значения — 45 %, т. е. соответствует требованиям.
Список используемой литературы
1. Жданов В.Н., Болотин М.М. Разработка технологических решений проекта вагонных депо. Методические указания, — М.: МИИТ,1998.
2. Жданов В.Н., Кривич О.Ю. Разработка технологической части проекта вагонных депо. Методические указания, — М.: МИИТ,2005.
3. Болотин М.М. Методы и алгоритмы расчета производственной мощности предприятий вагонного хозяйства. Методические указания, — М.: МИИТ,1992.