Диплом плазменное упрчнение бандажей в условиях УЛРЗ (1226138), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Стеллаж состоит из набора поперечных и продольных балок, а также направляющих рельсов (рисунок 4.1). На нижнем ярусе установлены 4 выдвижные ячейки для колесных пар. Они представляют собой сварную раму с клиновидными опорами для установки колесной пары в ячейку.

Ячейки передвигаются за счет установленных на них подшипников опирающихся на направляющие рельсы. Головка направляющих рельсов установлена на уровне пола и имеет по обоим концам ограничитель хода ячейки.

Верхний ярус состоит из шести продольных и трех поперечных балок установленных на десяти опорах. Продольные балки расположены по три в ряд, между которыми расположены поперечные опоры, на которые и устанавливаются колесные пары. Колесные пары в количестве 6 штук устанавливаются на верхнем ярусе аналогично установке колесных пар на ложемент двухъярусной специализированной платформы для перевозки колесных пар.

Для изготовления стеллажа используется стальная квадратная труба с сечением 100х100 мм с толщиной стенки 8 мм по ГОСТ 8639-82. Ячейка изготавливается в виде тележки из стальной квадратной трубы с сечением 60х60 мм с толщиной стенки 5 мм по ГОСТ 8639-82. В качестве опор ячеек используются шариковые однорядные радиальные подшипники с двумя защитными шайбами серии 2 № 80208 по ГОСТ 7242-81 с габаритными размерами 80х40х18 мм. В качестве направляющего рельса для перемещения ячеек применяется равнобокий стальной уголок с прямыми полками размерами 50х50 мм.

Расчетная схема элементов рамы представлена рисунке 4.2.

Напряжения при изгибе балки определяются по формуле

σ = , (4.1)

где М – изгибающий момент 3,6 кНм;

W – момент сопротивления, для балки 63,7 10^-6 м³.

Рассчитаем по формуле (4.1) напряжения в балке составляют

σ = мПа.

Допускаемые напряжения для стальных балок 130 мПа, следовательно, данная конструкция может быть изготовления из предлагаемых материалов с запасом по прочности больше 2,5, что отвечает требованиям безопасности.

а

б

5000

Рисунок 4.1 – Стеллаж для колесных пар: а – вид сбоку; б – вид сверху.

Рисунок 4.2 – Расчетная схема элементов рамы.

Расчет ячейки для транспортировки колесной пары производим, при нагрузке Р от одной колесной пары 7000 Н , изгибающем моменте М = 1,75 кНм. Момент сопротивления балки ячейки составляет 23,48·10^-6 м³

Рассчитаем по формуле (4.1) напряжения балки ячейки

σ = мПа.

Допускаемые напряжения для стальных балок 230 мПа, следовательно, данная конструкция может быть изготовления из предлагаемых материалов с запасом по прочности больше 2,5, что отвечает требованиям безопасности.

Рисунок 4.3 – Расчетная схема элементов ячейки.

Расчетная масса стеллажа составляет не более 2000 кг.

Потребность материалов составляет:

- труба квадратная 100х100 мм – 90 м;

- труба квадратная 60х60 мм – 16 м;

- лист горячекатаный толщиной 10мм – 0,5 м²;

- подшипник шариковый № 80208 – 16 шт.

- пруток круглый диаметром 50 мм – 0,8 м.

1. Плазменное упрочнение колесных пар

Колесные пары являются одним из важнейших узлов, требующих постоянного и усиленного внимания. От надежности колесно-моторного блока зависит надежность локомотива в целом. Такие неисправности, как излом оси, разрыв бандажа, сдвиг колесного центра при движении электроподвижного состава, неизбежно приводят к тяжелым последствиям. В соответствии со стратегическими направлениями научно-технического развития ОАО «РЖД» на период до 2015 г. ресурс бандажа на период до 2011 г. должен составлять не менее 600 тыс. км, а на период до 2015 г. жизненный цикл бандажей планируется увеличить до 1 млн. км.

Ресурс бандажей оказывает влияние не только на процесс эксплуатации. От этой величины зависит срок службы всей колесной пары на электровозе, потому как при предельном износе бандажа требуется выкатка колесно-моторного блока целиком, что не только оставляет предприятия «РЖД» без работоспособной машины на период ремонта, но и добавляет работы ремонтным цехам.

Также ресурс бандажей колесных пар является одним из сдерживающих факторов при установке межремонтных пробегов — не увеличив ресурс бандажей, невозможно продлить межремонтный период между текущими ремонтами ТР-3.

Рассмотрим плазменную установку.

Плазменная струя 6 обра­зуется в плазмотронах (рисунок 4.4) при пропускании плазмообразующего газа (азота) через дуговой разряд, возбуждае­мый между двумя электродами: катодом 1 (вольфрамовый стержень) и анодом 3 (сопло). Проходя через дугу, газ нагре­вается до температуры 10000-15 000 °С и ионизируется, т. е. распадается на положительно и отрицательно заряженные ионы. Высокая температура плазмы обеспечивает быстрый разогрев поверхности бандажей до температур, превышающих критические точки. Слой глубиной до 1,5 мм таким образом разогревается температур образования аустенита. Большая масса колеса обеспечивает теплоотвод и охлаждение со скоростью выше критической, обеспечивая мартенситную структуру нагретого слоя. Таким образом, происходит поверхностная закалка. Основные достоинства способа упрочнения покрытий при восста­новлении деталей высокая производи­тельность процесса, небольшой нагрев де­талей (120 - 180 С ), высокая износостой­кость покрытий, простота технологическо­го процесса и применяемого оборудова­ния, возможность упрочнения любых метал­лов и сплавов [3].

1

2

3 4

5

6

7

Вода

Вода

Плазмообразующий газ

Рисунок 4.4 – Принципиальная схема плазменного упрочнителя (плазмотрона): 1 – вольфрамовый катод; 2 – изоляционная прокладка; 3 – сопло (анод); 4 – дозатор; 5 –транспортирующий газ; 6 – плазменная струя; 7 – бандаж.

.

Упрочнению подвергаются колесные пары, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 11018-87, конструкторской и технологической документации и требованиям инструкции МПС ЦТ/329.

Упрочнению подлежат колесные пары, прошедшие окончательную механическую обработку бандажа на станке. Механически обработанный бандаж колеса должен иметь профиль поверхности катания и гребня, установленный ГОСТ 11018-87 и инструкцией МПС ЦТ/329, раздел 6.9, стр. 53.

Не допускается подвергать упрочнению колесные пары с ранее наплавленными гребнями (о наплавке свидетельствует маркировка на колесе и отметка в техническом паспорте колесной пары).

Температура бандажа колесной пары перед упрочнением должна быть не ниже + 5С.

Упрочнение колесных пар допускается производить без предварительной обточки колесных пар, при отсутствии дефектов в зоне упрочнения.

Перед началом работ необходимо:

1. очистить плазмотрон и электромагнитный сканатор (ЭМС) от пыли и прочих загрязнений на обоих постах управления.

2. проконтролировать состояние термохимического электрода плазмотрона:

- глубина кратера активной вставки, измеренная штангенциркулем от торца электрода не должна превышать 1,7 мм;

- воронка кратера должна быть равномерной и располагаться по оси электрода;

- поверхность электрода должна быть гладкой, без задирав и грубых подплавлений (незначительные бугорки подплавлений допускается зашлифовать мелкой наждачной бумагой);

1. проконтролировать состояние сопла плазмотрона:

- торец сопла, его цилиндрический канал и внутренняя коническая поверхность должны быть гладкими, без грубых подплавлений (незначительные бугорки подплавлений допускается зашлифовать мелкой наждачной бумагой);

- диаметр канала сопла должен быть в диапазоне 6,0…..6,1 мм.

1. проконтролировать состояние фторопластовой втулки плазмотрона, которая не должна иметь задиров и деформаций;

2. произвести сборку плазмотрона согласно раздела 9 паспорта, обеспечив зазор между электродом и соплом в пределах 1,6 ± 1 мм в соответствии со схемой настройки плазмотрона и ЭМС;

3. установить плазмотрон в гнездо ЭМС, закрепив двумя винтами с рифлениями, обеспечив зазор Х между торцом сопла и торцом радиатора губок ЭМС;

4. открыть запорные краны и обеспечить подачу охлаждающей воды к установке, включив насос блока автономного охлаждения;

5. проконтролировать по манометру давление воды, должно быть в переделах 0,16 – 0,4 МПа;

6. проверить визуальным осмотром систему охлаждения на герметичность и слив, подтекания воды из всех узлов системы не допускается;

7. открыть запорный кран и обеспечить подачу воздуха к установке;

8. установить с помощью воздушного редуктора требуемое давление воздуха на входе в установку = 0,3 МПа;

9. слить (при необходимости) конденсат из влагоотделителя и фильтра;

10. подать электроэнергию на установку, включить автоматические выключатели источника питания и шкафа управления;

11. установить обрабатываемую колёсную пару тепловоза на станок КЖ-20:

• рама станка должна находиться в крайнем нижнем положении;

• домкраты подняты, и канавки приводных роликов совмещены с гребнями колёсной пары;

• подвижные рельсы отведены;

• защитные экраны установлены [3].

5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА И ОБОРУДОВАНИЯ

5.1 Общая характеристика показателей оценки экономичкской эффективности технических решений

Теоретические основы определения экономической эффективности.

Экономическая эффективность производства, перевозок, новой техники и капитальных вложений является критерием целесообразности создания и применения новой техники, реконструкции дейст­вующих предприятий, а также мер по совершенство­ванию производства и улучшению условий труда.

Экономическая эффективность капитальных вложений и новой техники в общем виде определя­ется как соотношение между затратами и резуль­татами, как итоговый показатель качества эконо­мического развития отрасли, предприятия [2].

Анализ эффективности мероприятий произво­дится по большому кругу показателей: стоимостных, натуральных, эксплуатационных и технических. При анализе экономической эффективности капитальных вложений в мероприятия следует помнить, что они дают эффект не сразу, а спустя некоторое время, включающее срок осуществления мероприятия, время основания мероприятий, время основания проектной мощности объекта и достижения расчётных показа­телей себестоимости, производительности труда и т.д.

Важным требованием к расчёту экономической эффективности применяемых решений является со­поставимость сравниваемых вариантов по качест­венным параметрам техники, фактору времени, по социальным факторам производства, включая влия­ние на окружающую среду.

Характеристики

Список файлов ВКР