Депо для ремонта полувагонов с разработкой участка по ремонту тележек в ВЧДР Уссурийск (Депо для ремонта полувагонов с разработкой участка ремонта тележек в ВЧДР Уссурийск), страница 14

- производственная площадь тележечного участка;

- выпуск продукции в год;

- списочное количество работников участка;

- выпуск продукции на м² производственной площади;

- выпуск продукции на одного работника.

Полученные показатели сравним с показателями существующего участка по месту прохождения преддипломной практики и сводим в таблицу 2.14.

Таблица 2.14 Технико-экономические показатели существующего и разработанного тележечного участка

2.9 Расчёт колёсного парк

Колёсный парк предназначен для накопления неисправных колёсных пар, требующих ремонта со сменой элементов, и хранение исправных колёсных пар, находящихся в запасе, отремонтированных в депо и полученных с ВКМ и ВРЗ.

Общая площадь колесного парка определяется по формуле:

(2.12)

где N_кол - количество колесных пар, ремонтируемых в течение года;

D_р – число рабочих дней в году;

К₁, К₂, К₃ – коэффициенты, учитывающие запас колесных пар, K₁ = 3,7;

K₂ = 1,05; K₃ = 3,0.

l_кол – расчетная длина пути, приходящаяся на одну колесную пару, при размещении ее на сдвоенной рельсовой колее, l_кол = 0,66 метра;

b_кол – расчетная ширина, приходящаяся на одну колесную пару, с учетом проходов между рядами колесных пар и свободного пути для погрузочно-разгрузочных работ, м; b_кол = 2,4 метра.

n_тел – среднесуточный запас исправных тележек, n_тел = 12 штук;

S_тел – площадь, занимаемая одной тележки с учетом проходов, S_тел = 6,72 м²

Расчетная длина колесного парка определяется из следующего соотношения:

(2.13)

где В_кол – ширина пролета парка, принимаемая 12-18 метров.

м²

метров.

3 РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРУЖИН ТЕЛЕЖЕК

3.1 Назначение и устройство

Стенд для испытания пружин тележек позволяет определить остаточную деформацию внутренних и наружных пружин, а также величину прогиба под действием рабочей статической нагрузки. Принципиальная схема стенда приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 Стенд для испытания пружин тележек.1 - тормозной цилиндр;2 - упорная плита;3 - нажимная тарелка;4 - испытываемая деталь;5 - манометр для испытания наружных пружин;6 - манометр для испытания внутренних пружин;7 - редуктор для испытания внутренних пружин;8 - редуктор для испытания наружных пружин;9 - разобщительный кран для испытания внутренних пружин;10 - разобщительный кран для испытания наружных пружин;11 - разобщительный кран напорной магистрали;

Испытание пружин производится следующим образом:

1. Производится визуальный осмотр испытываемой пружины. На пружине не должно быть дефектов.

2. Испытать пружину с помощью специального приспособления на предмет отсутствия остаточной деформации.

3. Установить пружину на нажимную тарелку 3.

4. Открыть разобщительный кран 11 напорной магистрали.

5. Открыть разобщительный кран 10 для испытания наружной пружины.

6. Произвести нагрузку наружных пружин, величину давления проверить по манометру.

7. Разгрузить пружину.

8. Замерить высоту пружины в свободном состоянии линейкой.

9. Повторить операции «нагрузка», «разгрузка», «замер» два раза. Если величина изменилась, пружина бракуется.

10. Все перечисленные операции проводятся и для внутренней пружины.

3.2 Проектирование и расчёт

Чтобы уменьшить трудоемкость выполнения работ предлагается применить пневмопривод.

Пневматические привода являются наиболее простыми по конструкции и широко применяется для осуществления поступательных перемещений исполнительных звеньев рабочих машин, - реже для вращательных. Усилие пневмодвигателя ограничены, что дает возможность перемещать звенья автоматов до жестких упоров. Привод позволяет легко осуществлять высокие скорости перемещения и простое их регулирования в широких пределах. При питании от сети сжатого воздуха отпадает необходимость применения компрессоров и электродвигателей.

К недостаткам пневматических приводов следует отнести возрастание скорости перемещения при уменьшении нагрузки за счет расширения воздуха, находящегося под давлением в полости пневмодвигателя. Поэтому пневмоприводы применяются главным образом для вспомогательных движений, когда нет необходимости соблюдать постоянную скорость перемещения.

Пневматические привода бывают с пневмоцилиндрами одностороннего действия, в которых обратный ход производится с помощью возвратной пружины, и двухстороннего действия, где обратный ход осуществляется сжатым воздухом.В разработанном стенде применяется пневмопривод одностороннего действия рисунок 4.2.

Рисунок 4.2 Схема пневмоцилиндра одностороннего действия.D - диаметр цилиндра, см;d - высота манжеты (длина прилегания манжеты к стенке цилиндра), см.

Для расчета нужны следующие данные:

а) усилие, развиваемое приводом в прямом направлении P_n1= 2000 Hв обратном направленииP_n2 = 50 H;

б) длина перемещения S=3 см;

в) масса сжимающих частей в прямом направлении m₁ =16,2 кг, в обратном m₂=0 кг;

г) время перемещения в прямом направлении t₁ =3c, в обратном t₂=2c.

При расчете пневмодвигателей принимают следующие стандарты:

- давление сжатого воздуха, подводимого к пневмодвигателю - 0,4 МПа;

- пневмодвигатель преодолевает постоянную нагрузку при давлении в полости -0,33 МПа;

- воздух из полости пневмодвигателя при движении поршня вытесняется под постоянным давлением -0,025 МПа.

Для цилиндра одностороннего действия с возвратной пружиной рисунок 4.2 условие равновесия поршня в цилиндре выражается уравнением /9/:

(3.1)

где Р_н – номинальное тяговое усилие поршня, Н;

Р_с1 – суммарные силы сопротивления перемещению поршня в прямом направлении, Н /9/.

(3.2)

где Р_п1- полезная нагрузка прямого хода, Н;

Р_т1- сила трения в уплотнении поршня, Н;

Р_и1-сила инерции частей, перемещаемых в прямом направлении Н;

Р_в- усилие возвратных пружин, Н.

При прямом ходе пневмодвигатель должен развивать такое тяговое усилие Р_н , которое должно преодолевать полезную нагрузку Р_п1 при прямом ходе , силы трения Р_и1 , а также сжимать возвратную пружину с усилием Р_в, для осуществления обратного хода.

Тяговое усилие, Н:

(3.3)

где F-площадь поршня, см².

Сила трения манжеты о стенку цилиндр, Н /9/,

(3.4)

где f - коэффициент трения манжеты о стенку цилиндра, f =0,15;

D - диаметр цилиндра , см;

b - высота манжеты (длина прилегания манжеты к стенке цилиндра), см;

p - давление в полости цилиндра , 0,33 МПа.

Площадь трения ∙D∙b в манжетах по ГОСТ 6969-54 составляет от 0,33∙F до F. Для предварительных расчетов можно принять среднею величину ∙D∙b=0,66∙F. Тогда потери на трение в уплотнении поршня /9/:

(3.5)

При прямом ходе:

(3.6)

При обратном ходе:

(3.7)

При расчете сил инерции можно принять, что разгон перемещаемых частей происходит с постоянным ускорением, м/с² /9/:

(3.8)

где S-ход пневмодвигателя, см;

t- время перемещения пневмодвигателя , с.

Сила инерции при прямом ходе, Н /7/:

(3.9)

где m - масса частей, перемещаемых при прямом ходе, кг.

Сила инерции при обратном ходе, Н /7/:

(3.10)

где m₂ - масса частей, перемещаемых при обратном ходе, кг.

Возвратная пружина должна развивать минимальное тяговое усилие Р_в такой величины, чтобы преодолевать полезную нагрузку Р_п2 при обратном ходе, силы трения Р_т2 в уплотнении поршня, инерционные силы Р_и2, а также усилие Р_д противодавление для поддержания давления Р в полости цилиндра при выпуске воздуха в атмосферу.

Равновесие сил при обратном ходе выразится уравнением /9/:

(3.11)

Усилие противодавления, Н,

(3.12)

Исходя из практических соображений (стремление к минимальным габаритам по длине), усилие возвратной пружины

(3.13)

где P_в, P_в^/– соответственно наибольше и наименьшее рабочие усилия пружины.

Подставляем в уравнение (3.11) значение отдельных составляющих, вычисленных по формуле (3.7),(3.10),(3.12),(3.13), и произведение преобразования получим:

(3.14)

Подставляем в уравнение (3.2) значение отдельных составляющих, подсчитанных по формулам (3.6),(3.9),(3.14), получим

(3.15)

Используя равенства (3.1) и (3.3), получим:

(3.16)

Заменив F на и решив это уравнения относительно D , получим

(3.17)

Предварительный диаметр цилиндра составит:

сантиметра.

По ГОСТ 6969-54 выбираем манжету с наружным диаметром D=11сантиметров, высотой b=1,5сантиметра.

Уточненное значение номинального тягового усилия:

Уточненное значения силы трения в уплотнении поршня:

для обратного хода:

Уточненное значение силы инерции при прямом ходе:

Уточненное значение минимального усилия возвратной пружины: