Проектирование автоматного цеха

Содержание

 

введение 6

1 Анализ ремонта колёсно-редукторного блока электровоза ЭП1 с использованием поточных линий 8

1.1 Общие требования при ремонте колесно-редукторных и буксовых узлов локомотивов 8

1.2 Анализ отказов колёсно-редукторного блока 10

1.3 Описание поточных линий 16

1.4 Классификация поточных линий 17

1.5 Перспективы и преимущества поточных линий ремонта тягового подвижного состава 21

2 Определение основных показателей депо Красноярск 22

2.1 Организация ремонта в колёсно-роликовом цехе локомотивного депо Красноярск 22

2.2 Определение показателей работы пассажирских локомотивов 25

2.3 Определение годовой программы ремонта 27

2.4 Определение численности рабочих занятых на ремонте 33

3 Внедрение поточной линии ремонта в колёсно-роликовом цехе локомотивного ремонтного депо Красноярск 36

3.1 Усовершенствование технологического процесса 36

3.2 Описание поточных линий ремонта предложенных для внедрения в колёсно-роликовом цехе локомотивного депо Красноярск 38

3.3 Расчет основных параметров поточных линий 52

3.4 Разработка технологической карты 61

4 Расчет экономической эффективности от внедрения поточной линии ремонта 63

4.1 Единовременные затраты на внедрение поточной линии ремонта в колёсно-роликовом цехе 64

4.2 Дополнительные текущие затраты на внедрение поточной линии ремонта в колёсно-роликовом цехе 65

4.3 Экономия годовых производственных затрат при внедрении поточной линии ремонта в колёсно-роликовый цех 66

4.4 Анализ экономических показателей 73

5 Безопасность и экологичность проекта 76

5.1 Общие правила охраны труда при ремонте локомотивов 76

5.2 Безопасная эксплуатация технологического оборудования 78

5.3 Требования пожарной безопасности локомотивного депо по ремонту и обслуживанию подвижного состава 84

Заключение 89

Список использованной литературы 90

Приложение А 92

 

 

 

 

 

 

введение

 

 

      Железнодорожный транспорт в настоящее время занимает ведущую роль в экономике страны, являясь основным видом транспорта. Для нормальной деятельности железнодорожного транспорта необходимо соответствующее развитие и взаимная слаженность в работе всех его звеньев - отраслей.

Основной  задачей железнодорожного транспорта является эффективное удовлетворение спроса на транспортные услуги, то есть обеспечение безопасного перевозочного процесса пассажиров и грузов. А, следовательно, содержание всего подвижного состава в технически-исправном состоянии является немаловажным аспектом.

Существует множество методов (способов) повышения качества обслуживания и  ремонта подвижного состава. Одним  из которых является изменение технологии ремонтных операций, а именно замена стойлового метода ремонта подвижного состава и его узлов более  прогрессивным – поточным методом, с внедрением автоматизированных и  механизированных рабочих мест. Технические данные, состояние и использование участков, специализированных отделений, стойл, станков, подъемно-транспортного оборудования и специализированного технологического оборудования, инструмента, приспособлений, контрольно-измерительных приборов и аппаратуры должны:

• отвечать современному уровню развития техники;
• обеспечивать выполнение планов ТО, ТР и СР высокое    качество    ремонта   и   ТО электровозов, за нормируемую их продолжительность;
• обеспечивать выполнение непланового ремонта в оптимальные сроки;
• отвечать требованиям пожарной безопасности, санитарии, охраны труда, охраны окружающей природной среды и производственной эстетики.

Актуальность  темы заключается в разработке новых  методов ремонта подвижного состава. Это подтверждается необходимостью снижения себестоимости ремонта, механизацией и автоматизацией производственного процесса, специализацией рабочих мест, а также сокращением времени простоя локомотива в ремонте.

Цель  дипломного проекта: разработать поточную линию ремонта в колёсно-роликовом  цехе ремонтного локомотивного депо Красноярск.

Для выполнения указанной цели были решены следующие задачи:

• выполнен анализ ремонта колёсно-редукторного блока электровоза ЭП1 с использованием поточных линий;
• определены основные показатели  локомотивного депо Красноярск;
• просчитано внедрение поточной линии ремонта в колёсно-роликовом цехе локомотивного ремонтного депо Красноярск;
• произведен расчет экономической эффективности от внедрения поточной линии ремонта;
• разработаны вопросы по безопасности и экологичности проекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Анализ ремонта колёсно-редукторного блока электровоза ЭП1 с использованием поточных линий

1.1 Общие требования при ремонте колесно-редукторных и буксовых узлов локомотивов

 

Ремонт  колёсно-редукторного блока входит в объём ремонта локомотивов  ТР-3. В красноярском ремонтном локомотивном депо предусмотрены объём ремонтов ТР-1 и ТР-2 для электровозов ЭП1. Таким  образом, все работы, производимые в  колёсно-роликовом цехе, относятся  к неплановым видам ремонта электровозов.

На  основании ЦТ-329 «Инструкции по формированию, ремонту и содержанию колесных пар  тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм» [4] колесные пары за время своей работы, помимо осмотров под ТПС, должны подвергаться обыкновенному и полному освидетельствованию.

Все виды освидетельствования колесных пар должны производиться работниками, получившими право на выполнение этих работ, после соответствующей  проверки знаний (экзаменов).

Обыкновенное  освидетельствование колесных пар  производится во всех случаях подкатки их под ТПС в депо.

Колесная  пара, выкаченная из-под ТПС до очистки  и освидетельствования, должна быть осмотрена с целью выявления  сдвига бандажей на колесных центрах, ступиц на оси, трещин на средней части  оси, на центрах, бандажах или цельнокатаных  колесах.

При обыкновенном освидетельствовании  колесных пар должны выполняться  все проверки, предусмотренные осмотром колесных пар под ТПС и дополнительно  проводиться:

• очистка от грязи и смазки или обмывка в моечной машине;
• проверка установленных клейм и знаков;
• проверка магнитным дефектоскопом открытых, частей осей, зубьев зубчатых колес, пальцев тягового привода в сроки, установленные инструкцией ЦТ-329 с соблюдением требований действующих инструкций, инструктивных указаний и руководств. У локомотивов с гидравлическими и механическими приводами, имеющими кожуха (корпуса), не позволяющие выполнять магнитную дефектоскопию, проверку состояния зубьев прямозубых зубчатых колес провести ультразвуковой дефектоскопией (УЗД);
• проверка ультразвуковым дефектосквленные опом шеек осей подвижного состава. При отсутствии ультразвукового дефектоскопа демонтировать внутренние кольца подшипников и произвести магнитную дефектоскопию шеек;
• проверка соответствия размеров всех элементов колесной пары установленным нормам допусков и износов;
• проверка состояния пружинных пакетов и заклепок зубчатых колес, плотность насадки косозубых венцов, а также болтов, крепящих венцы зубчатых колес;
• проверка состояния упругих элементов, дисков тарелок;
• ревизия узлов с подшипниками качения в случаях, когда это предусмотрено Инструкцией по содержанию и ремонту узлов с подшипниками качения локомотивов;
• окраска открытых мест оси.

Обыкновенное  освидетельствование колесных пар  должны производить мастер, приемщик и дефектоскопист с записью результатов  освидетельствования в книгу  формы ТУ-21 и паспорт колесной пары.

 

 

 

1.2 Анализ отказов колёсно-редукторного блока

 

 

Анализ  отказов колёсно-редукторного блока  производится с применением статистических методов — весьма действенный путь разработки новых технологий и контроля качества процессов производства.

Для анализа колёсно-редукторного блока  воспользуемся такими инструментами  контроля качества, как  диаграмма  Исикавы (причинно-следственная диаграмма) и диаграмма Парето.

Их назначение — контроль протекающего процесса и предоставление участнику процесса фактов для корректировки и улучшения процесса.

 

 

1.2.1 Причинно-следственная связь наступления  отказа колёсно-редукторного блока электровоза

 

 

Причинно-следственная диаграмма (Диаграмма Исикавы) служит для графического изображения взаимосвязи показателя качества объекта со всеми возможными причинами.

Диаграмма Исикавы - инструмент, обеспечивающий системный подход к определению  фактических причин возникновения  проблем.

Причинно-следственная диаграмма или диаграмма Исикавы  является графическим изображением, которое в сжатой форме и логической последовательности распределяет причины.

Основная  цель диаграммы – выявить влияние  причин на всех уровнях технологического процесса. Главным достоинством ее, является то, что она дает наглядное  представление не  только о тех факторах, которые влияют на изучаемый объект, но и о причинно-следственных связях этих факторов (что особенно важно).

Эту диаграмму из-за ее формы  часто называют «рыбьей костью»  или «рыбьим скелетом». Схема  представляет собой графическое  упорядочение факторов, влияющих на объект анализа.

Задавая при анализе каждой причины вопрос "почему?", можно определить первопричину проблемы.

Способ  взглянуть на логику в направлении "почему?" состоит в том, чтобы  рассматривать это направление  в виде процесса постепенного раскрытия  всей цепи последовательно связанных  между собой причинных факторов, оказывающих влияние на проблему качества.

На  рисунке 1.1 справа в конце горизонтальной линии в качестве следствия приведён отказ колёсной пары. Основные группы причин распределены как рыбий скелет, отдельные причины стрелками указывают на основную причину (подведены большие первичные стрелки, обозначающие главные факторы, влияющие на отказ колёсной пары). К ним относятся:

• технология ремонта;
• оснащение ремонтного производства;
• человеческий фактор;
• условия эксплуатации колёсной пары.

К каждой первичной стрелке  подведены стрелки второго порядка, обозначающие факторы, оказывающие  заметное влияние на объект анализа  в конкретной ситуации. Каждая из стрелок, нанесенная на схему, представляет собой  в зависимости от ее положения либо причину, либо следствие: предыдущая стрелка по отношению к последующей всегда выступает как причина, а последующая как следствие. В каждую границу факторов включаются конкретные причины, которые можно проконтролировать и принять мероприятия по их устранению. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.2 Анализ дефектов колёсно-редукторного  блока

 

 

Анализа дефектов колёсно-редукторного блока  производится при помощи диаграммы  Парето.

Диаграмма Парето — инструмент, позволяющий распределить усилия для разрешения возникающих проблем и выявить основные причины, с которых нужно начинать действовать с целью преодоления возникающих проблем.

Построение  таблицы для диаграммы Парето осуществляется следующим образом.

В первой колонке фиксируется исследуемая  проблема – типы дефектов колёсно-редукторного блока. Во второй колонке соответствующее  каждому типу дефектов число (количество) появления дефектов за период с 2007 по 2009 года. Значения третьей колонки  получаются путём сложения числа  дефектов одного типа с последующим. Четвёртый столбец показывает,  сколько процентов от общего количества дефектов составляют данные каждой строки, то есть число дефектов каждого типа относится к общей сумме дефектов и фиксируется в процентном значение. Кумулятивный процент – это накопленный суммарный процент отказов колёсно-редукторного блока.

Анализ  дефектов колёсно-редукторного блока  иллюстрируется диаграммой Парето, на которой по оси абсцисс отложены причины возникновения проблем  качества в порядке убывания вызванных  ими проблем, а по оси ординат  – в количественном выражении  сами проблемы, причем как в численном, так и в накопленном (кумулятивном) процентном выражении.

На  диаграмме отчетливо видна область  принятия первоочередных мер, очерчивающая те причины, которые вызывают наибольшее количество ошибок. Таким образом, в  первую очередь, предупредительные  мероприятия должны быть направлены на решение проблем именно этих проблем.

 

Таблица 1.1 – Результаты регистрации данных по типам дефектов для построения диаграммы Парето

Типы дефектов	Число дефектов, ед.	Накопленная сумма числа дефектов	Процент числа дефектов по каждому признаку к общей сумме, %	Кумулятивный процент, %
Разница диаметров	144	144	32,43	32,43
Брак опорного стакана	111	255	25,00	57,43
Брак малой шестерни	72	327	16,22	73,65
Брак лабиринтного уплотнения	57	384	12,84	86,49
Брак колёсного центра	18	402	4,05	90,54
Брак бандажа	15	417	3,38	93,92
Брак оси	9	426	2,03	95,95
Брак буксового узла	6	432	1,35	97,30
Прочие	12	444	2,70	100,00
ИТОГО	444

Рисунок 1.2 – Диаграмма Парето по дефектам колёсно-редукторного блока

 

Как видно из диаграммы, к группе А (красный  цвет) можно отнести дефекты колёсных пар – разница диаметров и  брак опорного стакана (68% от брака). Это область требует принятия первоочередных мер. К группе В (жёлтый цвет) – дефекты колёсных пар такие как брак малой шестерни и лабиринтного уплотнения. К группе С (зелёный цвет) – брак колёсного центра, брак бандажа (по НК), брак оси (по НК), брак буксового узла и прочие.

Кривая  Парето получилась сравнительно плавной  в результате большого числа классов дефектов. При уменьшении числа классов она становится более ломаной.

1.3 Описание поточных линий

 

 

Поточное производство является наиболее эффективной формой организации  производственного процесса.

Признаки поточного производства:

• закрепление одного или ограниченного числа наименований изделий за определенной группой рабочих мест;
• ритмическая повторяемость согласованных во времени технологических и вспомогательных операций;
• специализация рабочих мест;
• расположение оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса;
• применение специальных транспортных средств для межоперационной передачи изделий.

При поточном производстве реализуются принципы:

• специализации;
• параллельности;
• пропорциональности;
• прямоточности;
• непрерывности;
• ритмичности.

Поточное производство обеспечивает самую высокую производительность труда, низкую себестоимость продукции, наиболее короткий производственный цикл.

Основой (первичным звеном) поточного производства является поточная линия.

Поточная  линия – комплекс оборудования, взаимосвязанного и работающего согласовано с заданным ритмом по единому технологическому процессу. Рабочие места размещаются в соответствии с последовательностью технологического процесса. Поточная линия обеспечивает непрерывность технологического процесса, позволяет его механизировать. Поточная линия называется также конвейером, так главной её частью обычно является конвейер — механизм для непрерывной транспортировки.

Расположение поточных линий (планировка) должна обеспечить:

• прямоточность и кратчайший путь движения изделия;
• рациональное использование производственных площадей;
• условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам;
• удобство подходов для ремонта и обслуживания;
• достаточность площадей и организационной оснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых деталей;
• возможность легкого удаления отходов производства.

 

1.4 Классификация поточных линий

 

 

Поточные  линии классифицируются по следующим  признакам:

а) степени механизации и автоматизации (механизированные, комплексно-механизированные, автоматизированные);

б) виду выполняемых работ (разборочные, ремонтные, обрабатывающие, сборочные, окрасочно-сушильные);

в) степени охвата производства (участковые, цеховые, сквозные деповские или  заводские);

г) виду технологического оборудования (универсальные, специальные, комбинированные);

д) принципу действия (непрерывного действия, дискретного действия, комбинированные);

е) количеству закрепленных предметов (однопредметные, многопредметные);

ж) количеству потоков (однопоточные, многопоточные, комбинированные);

з) принципу расположения оборудования (односторонние, двусторонние, многосторонние), как показано на рисунке 1.3;

 

а) одностороннее                             б) двустороннее

Рисунок 1.3 – Движение изделия по поточной линии при различном расположении оборудования

 

и) типу размещения транспортных устройств (верхние, нижние, боковые, сквозные);

к) типу контроля (с ручным контролем, автоматическим, полуавтоматическим);

л) компоновке линий (разомкнутые, замкнутые);

м) форме линий (Г-образные, Т-образные, П-образные, круговые) , как представлено на рисунке 1.4;

н) методу поддержания ритма движения (со свободным ритмом, регламентированным).

 

а)

б)

 

в)  

 

г)   

а – Г-образные; б – Т-образные; в – П-образные; г – круговые.

Рисунок 1.4 – Схемы движения изделий по поточным линиям различных форм

 

В условиях ремонтного производства подвижного состава железных дорог с наличием большого количества типов, модернизаций локомотивов, электропоездов, дизель-поездов и вагонов всех типов проектирование и внедрение поточных линий достаточно сложный процесс. Наиболее перспективными являются сквозные комплексно-механизированные линии по ремонту подвижного состава. При этом параллельно главной сквозной линии функционируют поточные линии по ремонту отдельных деталей или узлов подвижного состава, работа и параметры которых подчинены режиму работы сквозной линии.

Поточные  линии включают в себя технологическое  оборудование, механизированные транспортные устройства и аппаратуру управления и состоят из отдельных позиций, на которых осуществляются технологические операции.

Технологическое оборудование – это станки, стенды, роботы, агрегаты, обеспечивающие обработку (ремонт) изделия. Они устанавливаются  на каждой рабочей позиции в необходимой  последовательности. При выборе оборудования необходимо стремиться, чтобы время  на обработку изделия на каждой позиции  поточной линии было одинаковым.

Транспортное  оборудование - это механизированные тележки, электролебедки, конвейеры и другие устройства, обеспечивающие перемещение изделия от одной позиции на другую. При их выборе обычно соблюдается принцип размещения в начале поточной линии загрузочной позиции, а в конце - разгрузочной. На этих позициях с помощью специальных устройств осуществляют загрузку на поток обрабатываемого или ремонтируемого изделия и последующую разгрузку его. Иногда между позициями устанавливают бункерные устройства-накопители или устраивают дополнительную (уравнительную) позицию для постановки на нее единицы изделия.

На  рабочей позиции изделие должно быть строго зафиксировано и закреплено относительно обрабатывающих органов. Для этих целей применяются различного конструктивного исполнения фиксаторы, установы и кантователи, которые служат для поворота или опрокидывания изделия.

Механизмы управления предназначены для обеспечения  синхронизации функций управления на каждой позиции и на поточной линии в целом. Они состоят из аппаратуры управления и исполнительных устройств, т.е. по мере повышения степени механизации и автоматизации все более приближаются к системам автоматического управления (САУ) и регулирования (САР). На поточных линиях широко используется аппаратура автоматической защиты отдельных ее элементе и автоматического и полуавтоматического контроля. Устройства контроля располагаются вдоль поточной линии на рабочих позициях или отдельных специальных контрольных позициях.

По способу управляющего воздействия  механизмы бывают полуавтоматические (приведение в действие осуществляется человеком) и автоматические (подача импульса управляющим устройством системы автоматики происходит по заданной программе или в какой-то период времени).

1.5 Перспективы и преимущества поточных линий ремонта тягового подвижного состава

 

 

Во  многих депо и на ремонтных заводах  внедрены и разрабатываются механизированные и комплексно-механизированные линии технического обслуживания и ремонта подвижного состава. Использование поточных линий технического обслуживания и ремонта имеет значительные преимущества перед стойловым методом. Как показывает производственный опыт, при этом создается возможность более полно использовать преимущества механизации технологического процесса за счет того, что оборудование устанавливается по позициям в зависимости от их назначения. Появляется возможность более полного использования оборудования и механизмов в силу специализаций позиций, нет необходимости дублировать механизмы позициями. Стоимость механизации тоже снижается в связи с использованием оборудования, рассчитанного на выполнение одной операции и более длительные сроки эксплуатации без замены. Определенный ритм поточной линии способствует повышению производственной дисциплины и организации труда. Рабочие четко знают объемы работ, повышают трудовые навыки.

   Расширяются возможности пооперационного  контроля, а следовательно, повышается  ответственность исполнителей за  качество выполненной работы. Улучшаются  условия труда, что в конечном  счете ведет к повышению культуры  производства и производительности  труда.

 

2 Определение  основных показателей депо Красноярск

2.1 Организация ремонта  в колёсно-роликовом цехе локомотивного депо Красноярск

 

 

Ремонт  тягового подвижного состава в локомотивном депо Красноярск производится в объёмах  ТР-1 и ТР-2. В колёсно-роликовом цехе (далее - КРЦ) локомотивного депо Красноярск подлежат ремонту колёсные пары электровозов пассажирского движения серии ЭП1.

КРЦ (Рисунок 2.1) локомотивного депо Красноярск  состоит из двух основных отделений: колёсное и роликовое отделение, редукторное отделение. Они размещено в чистом, сухом, светлом и изолированном помещении и имеет температуру воздуха от +16 до +30⁰C. На рисунке 2.1 имеются следующие позиции:

1 – транспортная линия, служащая для перемещения КРБ из цеха текущего ремонта в КРЦ;

2 – транспортная  линия моечной машины колёсных  пар;

3 – моечная  машина колёсных пар;

4 – промежуточная  транспортная линия;

5 – транспортная  линия диагностики колёсных пар;

6 – позиция  МПК и УЗД колёсных пар;

7 – транспортная  линия шлифовальной машины колёсных  пар;

8 – накопительная  линия готовых колёсных пар;

9 – кран-балка  мостовая;

10 – позиция  предварительной очистки редукторов;

11 – пульт  управления моечной машиной;

12 – позиция  монтажа и демонтажа конических  соединений;

13 – насосная  станция УНГР-3000Р;

14 – ворота;

15 – стеллаж  редукторов «в ремонт»;

16 – кантователь  редукторный;

17 – верстак  ремонтный;

18 – нагреватель  индукционный;

19 – стенд  проверки шевронов на сдвиг;

20 – кран-балка  мостовая;

21 - накопительный  стол;

22 – позиция  вибродиагностики КРБ.

В колёсном отделении производится ремонт, обслуживание и обыкновенное освидетельствование  колёсных пар ЭПС, компоновка и раскомпоновка буксовых узлов, очистка и дефектоскопия колёсных пар. Роликовый цех (участок) предназначен для ремонта роликовых подшипников качения. Участок имеет две позиции: комплектовочную и ремонтную. 

Комплектовочная позиция предназначается для  осмотра, определения необходимого вида ремонта, комплектования и хранения подшипников. Эта позиция оборудована  столами, обитыми листовой сталью, для  осмотра подшипников, стеллажами для  хранения подшипников и других деталей, а также стеллажами для хранения приборов, инструмента и приспособлений.

Ремонтная позиция  предназначается для  ремонта подшипников и хранения их деталей. Она оборудована столами, обитыми листовой сталью, стеллажами для  временного хранения подшипников  и инструмента, необходимой технологической  оснасткой (стендами для дефектоскопирования  подшипников, моечными  машинами для обмывки подшипников и их узлов, шлифовальными машинами и др.).

Стены ремонтного и комплектовочного отделения  окрашены белой масляной краской  и облицованы плиткой. Пол покрыт метлахскими плитками.

 

Рисунок 2.1- Существующий план колёсно-роликового цеха

 

 

Редукторное отделение предназначено для  ремонта редукторов ТПС и их комплектующих. Оно оснащено: кантователями, позицией дефектоскопии, стеллажами для хранения запасных частей, транспортными механизированными  тележками и инструментальными  верстаками. 

2.2 Определение  показателей работы пассажирских  локомотивов

 

 

Для характеристики объема работы и качества использования локомотивов, планирования и финансирования расходов по перевозкам, а так же  для оценки эксплуатационной работы локомотивного хозяйства  и его линейных предприятий применяют  систему количественных и качественных показателей.