Организация производства в вагоносборочном участке (крытые вагоны)

1 Краткая характеристика ремонтного  вагонного депо. Назначение, производственная  структура депо

 

Грузовое вагонное депо является основным производственным подразделением вагонного хозяйства. Вагонное депо предназначено для выполнения деповского ремонта грузовых вагонов и комплектовки вагонных узлов и деталей. Проектируемое вагонное депо специализируется на ремонте крытых вагонов и имеет заданную программу 4200 вагонов.

Производственная структура  вагонного депо определяется составом производственных подразделений, их взаимным расположением, а также формами  технологической взаимосвязи.

Существуют основные вспомогательные  и обслуживающие участки и  отделения.

На основных участках выполняются  операции производственного процесса по ремонту вагонов и его частей.

К таким участкам относятся: вагоносборочный, по ремонту тележек, участок ремонта колесных пар  и деталей буксового узла, ремонтно-комплектовочный, участок по ремонту и изготовлению деталей из пиломатериалов. Вспомогательные  участки и отделения изготовляют  изделия, используемые в процессе производства на основных участках. К вспомогательным  участкам относятся ремонтно-механический, ремонта электросилового оборудования, а к вспомогательным отделениям инструментальное и ремонтно-строительное.

К обслуживающим относятся ремонтно-хозяйственный участок, который обеспечивает работу котельной, компрессорной установки, трансформаторной подстанции, сетей водоснабжения и канализации, трансформаторного и складского хозяйства, поддержания в чистоте и ремонт спец одежды.

Пространственное расположение участков и отделений на территории депо осуществляется в соответствии с генеральным планом, разрабатываемом  при проектировании депо.

 

2 Расчет параметров  главного производственного корпуса  ремонтного вагонного депо

 

Главный производственный корпус депо объединяет в одном здании помещения  основных производственных участков: вагоносборочного, тележечного, колесного, роликовых подшипников, контрольный  пункт автосцепки, ремонтно-комплектовочный  участок. В состав ремонтно-комплектовочного участка включено отделение по ремонту  дверей крытых вагонов.

В структуру главного корпуса  включены обменная кладовая и инструментально-раздаточное  отделение.

Для вагоносборочного участка  выбираем поточный метод организации  производства. При поточном методе организации производства весь производственный процесс разбивается на равные по продолжительности операции, выполняемые на специализированных рабочих местах (позициях). Позиции располагаются в строгой последовательности в соответствии с технологическим процессом.

При выборе поточного метода ремонта необходимо оценить целесообразность его внедрения по минимально целесообразной производственной программе ремонта вагонов. Она рассчитывается по следующей формуле:

 

 

 ,                                   (11)

 

 

где  N_min – минимально целесообразная годовая программа для внедрения по          точного метода ремонта , ваг.;

             F_пл – годовой фонд времени поточной линии, ч;

             k_в – количество вагонов на одной ремонтной позиции;

       Т_в – простой вагона в ремонте, ч.

 

Годовой фонд времени работы поточной линии определяют по формуле:

 

,                              (12)

 

где Д_р – количество рабочих дней в году (принимается по исходным данным);

       t_см – продолжительность смены, ч;

        m – количество смен;

        – коэффициент использования работы поточной линии,

      

По расчету:

 

 

Количество  поточных линий:

 

,              (13)

где  N_в – годовая программа ремонта вагонов;

       N_л – годовая программа ремонта вагонов на одной поточной линии.

Для грузовых вагонов принимают N_л = 3000 – 4000 вагонов.

По расчету:

 

Заданная  годовая программа N_в должна быть больше N_min :

 

.                                   (14)

По  расчету:

 

Условие соблюдается, таким  образом введение поточного метода целесообразно.

Для вычисления длины вагоносборочного участка необходимо знать количество позиций. Количество позиций можно рассчитать через временные параметры поточной линии:

,                                            (23)

где Т_ц – длительность производственного цикла ремонта вагона (простой вагона на позициях поточной линии)

      - принятое значение такта поточной линии, принимаем такт равный рекомендуемому,

 

По расчету:

 позиции.

Количество ремонтных позиций принимается кратным количеству ремонтных путей.

Количество ремонтных путей для программы ремонта вагонов  
до 6–8 тыс. в год принимают k = 2–3.

Корректировка годовой программы ремонта определяется по формуле:

 

 

 

где    N_ВК – откорректированная программа годового ремонта;

  количество вагонов одновременно ремонтируемых на одной позиции.

По расчету:

 вагона.

Дальнейшие расчеты будут  производится по откорректированной программы ремонта вагонов.

Длина вагонно-сборочного участка  вычисляется по формуле:

 

,

 

где длинна позиции, принимаем для крытого вагона м;

      расстояние предусмотренное под выкатку тележек м;

      расстояние до торцевой стены, м.

По расчету:

 м

Длина вагоносборочного участка  должна быть кратна 6 м, поэтому принимаем ее равной 84 м.

Ширина помещения вагоносборочного участка, при двух ремонтных путях, принимается равной 18 м.

Площади остальных производственных участков определяются по нормам технологического проектирования в таблице 1.

 

 

Таблица 1 - Нормы площади  производственных участков вагонного  депо

Наименование  участков и отделений	Нормы площади, м2
Тележечный	400
Колесный	400
Роликовых подшипников	200
Ремонта автосцепки	400
Ремонтно-комплектовочный	400
Обменная  кладовая	100
Отделение по ремонту дверей крытых вагонов	100

 

Для расчета размеров помещений  участков, перечисленных в таблице 1, следует выбрать схему главного корпуса депо.

Выбираем трехпролетную схему, включающую средний пролет, в котором размещается вагоносборочный участок и два боковых для помещений остальных производственных участков.

Производственные участки, связанные общей технологией, следует  разместить в одном пролете последовательно. К ним относятся участки: тележечный, колесный, роликовых подшипников и обменную кладовую. Остальные участки целесообразно разместить последовательно во втором боковом пролете.

Зададимся шириной второго и третьего пролетов здания (12 или 18м), принимаем длину равной длине помещения вагоносборочного участка, определяем их общую площадь и сравниваем с суммарной площадью участков, приведенных в таблице 1, должно соблюдаться условие (4):

 

                                          (B₂+B₃)·L_B≥∑F_і,                                       (4)

 

где   В₂,В₃- принятая ширина боковых пролетов, В₂=18м, В=12м;

F_i- площадь I-го участка по нормам, приведенным в таблице 1;

n- расчетное количество участков, n=14.

По расчету

(18+12) ·84 ≥ 400+400+200+400+400+100

2520 ≥ 1900м².

 

Определение длины основных производственных участков депо производится по формуле:

, 

где F_i - площадь i-го производственного участка;

В - ширина второго, третьего пролета.

Длина участка по ремонту  тележек по расчёту:

 

Принимаем длину участка  по ремонту тележек в соответствии со строительным шагом колонн равной 24 м.

Длина колесного участка  по расчёту

 

Принимаем длину колесотокарного  участка в соответствии со строительным шагом колонн равной 24 м.

Длина роликоподшипникового участка по расчету

 

Принимаем длину роликоподшипникового участка в соответствии со строительным шагом колонн равной 12 м.

Длина обменной кладовой по расчету

 

Принимаем длину обменной кладовой в соответствии со строительным шагом колонн равной 6 м.

Длина участка по ремонту  автосцепного оборудования по расчету

 

Принимаем длину участка  по ремонту автосцепного оборудования в соответствии со строительным шагом  колонн равной 36 м.

Длина ремонтно-комплектовочного участка по расчету

 

Принимаем длину ремонтно-комплектовочного участка в соответствии со строительным шагом колонн равной 36 м.

Длина отделения по ремонту  дверей крытых вагонов по расчету

 

Принимаем длину отделения  по ремонту дверей крытых вагонов  в соответствии со строительным шагом  колонн равной 12 м.

Размещаем в левом пролете  инструментально-раздаточное отделение, также целесообразно увеличить  площадь участка по ремонту тележек. Принятые длины участков и их площади  сведем в таблицу 2.

Таблица 2 – Принятые площади производственных участков вагонного депо

Наименование участков и  отделений	Площадь, м2	Длина, м
Тележечный	648	36
Колесный	432	24
Роликовых подшипников	216	12
Ремонта автосцепки	432	36
Ремонтно-комплектовочный	432	36
Обменная кладовая	108	6
Инструментальное отделение	108	6
Отделение по ремонту дверей	144	12
Отделение по ремонту электрокар	72	6
Столовая	72	6

Потребная вместимость парка (колесного парка) определяется из выражения 

                                          

где   S-среднее количество осей (осность) ремонтируемых вагонов, S=4;

        k_p- коэффициент, учитывающий долю колесных пар, требующих ремонта, k_p=0,3;

        d- количество рабочих дней в месяце, d=20 сут.;

        р- количество суток, принятое для определения запаса

исправных колесных пар, p=3сут.;

        k_т- коэффициент, учитывающий колесные пар, поступающие из-под вагонов текущего ремонта, k_т=1,05.

По расчету 

Общая длина путей в  метрах для хранения колесных пар (с 2000г. использование сдвоенных путей  запрещено) составит

 

                                            L_кп=0,95·N_кп                                         

По расчету

L_кп=0,95·303=287,8м

Количество путей в  парке допустимо принять n=4. С учетом проходов (междупутий), ширина площадки, приходящейся на один путь- 2,9м. Отсюда определяем размеры колесного парка.

Длина

l_п= (N_кп·0,95)/(n-1) ,

Ширина

b_кп=2,9·n.

По расчету

L_п= (303·0,95)/(4-1)= 95,9 м,

 Принимаем длину колесного  парка 96 м, а ширину 12м

.

На основании полученных расчетных данных выполняем схему  плана главного производственного  корпуса которая представлена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Схема  главного корпуса депо

1-вагоносборочный  участок; 2-участок по ремонту  тележек; 3-колесный участок; 4-роликовоподшипниковый участок; 5-отделение по ремонту электрокар и электропогрузчиков

 

3 Формирование маршрутных  линий движения ремонтируемых  частей вагона (технологических  потоков)

Основной принцип построения главного производственного корпуса  депо – кратчайшие пути и возможность  механизации транспортировки узлов  и сборочного участка в специализированные участки по ремонту узлов.

Основой для формирования технологических потоков являются: технологический процесс деповского ремонта вагонов, типовой технологический  процесс ремонта колесных пар, инструктивные  указания по эксплуатации и ремонту  вагонных букс с роликовыми подшипниками, типовой технологический процесс  ремонта тележек грузовых вагонов, инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства.

Основными требованиями по формированию технологических потоков являются:

• кратчайшие пути транспортировки частей и деталей вагонов на участках и между ними;
• отсутствие встречных потоков по одному коммуникационному каналу;
• согласованность работы производственных участков и отделений для исключения простоев.

Схема технологических потоков  на производственных участках и между  ними представлена на рисунке 2.

 

 

 

Рисунок 2 –  Схема технологических потоков  главного производственного корпуса  депо

 

 

 

 

 

Обозначения к рисунку 2:

Технологические потоки:

1 – тележки из вагоносборочного  участка в ремонт;

2 – тележки после ремонта  из тележечного участка в вагоносборочный;

3 – ремонт каркасов  тележек на поточной линии;

4 – тележечные пружины  на проверку и комплектовку и обратно;

5 – литые детали тележки  в ремонт и обратно;

6 – триангели и детали рычажных передач на испытание и обратно;

7 – колесные пары в  колесный участок для освидетельствования;

8 – исправные колесные  пары на сборку тележек;

9 – обыкновенное освидетельствование  колесных пар на поточной линии;

10 – колесные пары на  обточку колес в процессе обыкновенного  освидетельствования;

11 – колесные пары, требующие  полного освидетельствования, на  демонтаж букс;

12 – колесные пары после  демонтажа букс и обмывки, в  ремонт;

13 – колесные пары на  монтаж букс;

14 – колесные пары на  подкатку в тележечный участок;

15 – колесные пары в  колесный парк;

16 – колесные пары из  колесного парка;

17 – корпуса букс на  обмывку, проверку и монтаж  букс;

18 – подшипники на обмывку,  комплектовку, ремонт и монтаж букс;

19 –автосцепное устройство из вагоносборочного в КПА и обратно;

20 – ремонт корпусов  автосцепки на поточной линии;

21 – ремонт тяговых  хомутов на поточной линии;

22 – ремонт поглощающих  аппаратов на поточной линии;

23 – двери крытых вагонов  в ремонт и обратно;

24 – ремонт дверей крытых  вагонов на поточной линии;

25 – детали автотормозного  оборудования в обменную кладовую  и обратно.

Перечень используемого  оборудования:

О1 – поточно-конвейерная линия ремонта тележек;

О2 – стенд для ремонта и испытания триангелей;

О3 – комплекс оборудования для ремонта литых деталей  тележек;

О4 – машина для очистки колесных пар с промежуточной ревизией букс;

О5 – поточная линия обыкновенного  освидетельствования колесных пар;

О6 – колесно-токарный станок;

О7 – площадка дефектоскопии колесных пар, требующих полного освидетельствования;

О8 – стенд с гайковертами для демонтажа букс;

О9 – буксосъемник;

О10 – моечная машина для  колесных пар;

О11 – моечная машина для  корпусов букс;

О12 – моечная машина для  подшипников;

О13 – стенд для монтажа  букс;

О14 – поточная линия ремонта  корпусов автосцепки;

О15 – поточная линия ремонта  тяговых хомутов;

О16 – поточная линия ремонта  поглощающих аппаратов;

О17 – поточная линия ремонта дверей крытых вагонов.

 

4 Краткая характеристика  вагоносборочного участка. Выбор  и обоснование метода организации  производства

 

Вагоносборочный участок предназначен для выполнения ремонтно-сборочных и монтажных работ непосредственно на вагоне. При этом осуществляются  такие соединения и закрепления деталей и узлов вагона, которые обеспечивают ему необходимые эксплуатационные качества. Кроме того, в процессе сборки производится восстановление поврежденных поверхностей некоторых узлов вагона (например, наплавка изношенных поверхностей  элементов рамы, заварка трещин в кузове т т.п.), контролируется взаимное положение и надежность пригонки элементов собираемого узла. Ремонтно-сборочные процессы часто сопровождаются операциями сверления отверстий, нарезания резьбы, зачистки поверхностей, очистки, промывки и смазки собираемых частей вагона.

Для транспортировки и  постановки различных узлов и  грамозких деталей вагоносборочные участки оборудуют мостовыми кранами, а передвижение вагонов на поточных линиях  обеспечивается конвейерами с автоматическим управлением.

Вагоносборочный участок-один из ведущих участков, который играет роль организующего звена не только в деятельности группы вагоноремонтных участков, но и во всей производственной деятельности предприятия в целом. Заготовительные, обрабатывающие и ремонтно-комплектовочные участки работают на вагоносборочный участок, обеспечивая его необходимыми узлами, комплектами и деталями. Пропускная способность вагоносборочного участка определяет производственную мощность предприятия по выпуску вагонов из ремонта.

Для проектируемого ремонтного депо выбираем поточный метод производства в вагоносборочном цехе, обоснование  его приведено в пункте 1.

 

5 Расчет параметров  поточного производства в вагоносборочном  участке

 

Основными параметрами  поточного производства являются:

1. Годовой фонд работы поточной линии F_пл,  [ час];
2. Такт поточной линии-t, [час, мин.];
3. Ритм-R, [ вагонов /час];
4. Количество поточных линии- п_л;
5. Число позиций -С;
6. Фронт работы поточной линии-Ф_пл;
7. Фронт работы поточной линии цеха- Ф_ц.

 

Исходные  данные:

N_в=4200 вагонов  (крытый)- годовая программа;

m=2смена - количество рабочих смен;

t_см=12 часов - продолжительность рабочей смены.

 

Годовой фонд работы поточной линии:

,час

D_р  - количество рабочих дней в году;

t_см  - продолжительность смены;

h_пл - коэффициент использования поточной линии ;

m - количество смен в сутках.

 час

Такт поточной линии  – промежуток времени между выпуском одной и запуском другой детали или  партией деталей:

,

где

К_в   =1- количество вагонов на одной позиции;

п_л    =2- количество поточных линий.

;

t_рек =2-3часа;

Приминаем значение такта t=3часа.

Определяем  расчетную годовую программу:

 

,

По расчету:

 вагонов

 

,

По расчету:

%

так как DN не превышает 15%, то расчеты необходимо вести по годовой программе N_в=4544 вагонов.

Фонд работы поточной линии- количество вагонов одновременно ремонтируемых на поточной  линии:

 

 

 

По расчету:

           

          

Фронт работы участка:

 

 

По расчету:

 вагонов

Количество позиций выбирается в зависимости от технологического процесса и от объема работ на вагонах:

 

где:

Т_в- норма простоя вагона в ремонте 12 часов;

t- такт поточной линии (3 часа).

По расчету:

 позиции

Ритм-это количество вагонов выпускаемых из ремонта в единицу времени:

 

По расчету:

 вагона /час.

Производительность  поточной линии- это количество вагонов, выпускаемых с поточной линии в единицу времени: 

 

 

По расчету:

ваг./час.

Результаты вычислений сводим в таблицу3.

Таблица 3- расчетные параметры поточного производства

Наименование	Обозначение	Значение	Размерность
Годовая программа	Nв.	4200	вагонов
Простой вагона в ремонте	Тв.	12	час
Годовой фонд времени работы поточной линии	Fп.л.	6816	час
Такт поточной лини	t	3	час
Ритм поточной линии	R	0,33	вагонов/час
Фронт работы участка	Фц.	8	вагонов
Количество позиций	С	4	шт.
Количество вагонов на одной ремонтной позиции	Кв.	1	вагон
Количество поточных линий	пл.	2	шт.
Производительность поточной линии	w	0,083	вагонов/час

 

 

6 Расчет производственных  площадей вагоносборочного участка

 

 

6 Разработка технологического  процесса работы поточной линии

 

Технологический процесс  ремонта крытого вагона сводим в  таблицу 4.

Таблица 4  - Технологический процесс ремонта крытого вагона

№ позиции	№ операции	Наименование операции	Продолжительность операции, мин	Кол-во исполнителей, чел	Трудоемкость, чел мин
1	2	3	4	5	6
1	1	Разъединить рычажную передачу тормоза	5	2	10
	2	Поднять вагон на электродомпкратах  выкатить тележки в транспортный коридор и отправить в ремонт	15	2	30
	3	Снять автосцепку с вагона	15	1	15
	4	Сменить поглощающие аппараты	35	2	70
	5	Очистить раму вагона от грязи и коррозии	60	1	60
	6	Произвести сварочные  работы по раме вагона	45	2	90
	7	Передвинуть вагон на вторую позицию	5	1	5
2	1	Отремонтировать раму и  металлические части кузова вагона	90	2	180
	2	Снять двери и отправить  в отделение по их ремонту	20	2	40

 

Продолжение таблицы 4

1	2	3	4	5	6
2	3	Заменить поврежденные деревянные части пола	50	2	100
	4	Подать отремонтированные  тележки подкатить из под вагон, опустить вагон на тележки и отрегулировать зазоры между скользунами	15	2	30
	5	Передвинуть вагон на третью позицию	5	1	5
3	1	Отремонтировать рычажную передачу тормоза	80	2	160
	2	Отремонтировать кровлю крыши  вагона	90	2	180
	3	Передвинуть вагон на четвертую  позицию	5	1	5
4	1	Навесить и подогнать  двери на вагонах, установить фиксаторы  двери, пружинные упоры и закрепить	30	2	60
	2	Поставить автосцепку на вагон	20	2	40
	3	Произвести частичное  окрашивание кузова вагона	40	2	80
	4	Проверить рычажную передачу, плотность  воздухопровода и работу автотормоза	65	2	130
	5	Поставить трафареты на кузове и  раме вагона	20	1	20
	6	Вывести вагон из ремонта	5	1	5
		Итого:	1315 человеко-мин = 21,9 человеко-час

 

 

7 Расчет численности  рабочих в вагоносборочном участке

 

Исходными данными для  расчета потребности в производственных рабочих является принятый производственный процесс, годовая программа ремонта  вагонов, трудоемкость ремонта.

Различают номинальный годовой  фонд времени F_НР и действительный F_ДР.

 

где,

Д_р – количество рабочих дней в году одного явочного рабочего.

По расчету:

 час

 

 

 

По расчету:

 час

Численность производственных рабочих:

Явочная численность производственных рабочих:

 

 

где: 

R_ЯВ - явочная численность производственных рабочих;

N_ВК - годовая программа ремонта;

ΣН_в - трудоемкость ремонта вагона;

F_НР - номинальный годовой фонд рабочего времени.

По расчету:

 чел.

 

Списочная численность производственных рабочих:

 

 

где: 

R_СП - списочная численность производственных рабочих;

F_ДР - действительный годовой фонд рабочего времени.

По расчету:

 чел.

Численность вспомогательных рабочих:

 чел.

Общая численность производственных рабочих:

 чел.

Численность  инженерно-технических  рабочих: 

 чел.

Численность счетно-конторского  персонала: 

 чел.

Численность младшего обслуживающего персонала: 

 чел.

 

8 Расчет и выбор  оборудования вагоносборочного  участка

 

Выбор оборудования по его  техническим характеристикам производится в соответствии с разработанным  технологическим процессом.

Тяговое усилие конвейера  и мощность электродвигателя приводной  станции рассчитывают по количеству одновременно перемещаемых вагонов.

Тяговое усилие конвейера  для перемещения вагона с позиции  на позицию:

 

где:                        

к_m -тяговое усилие необходимое для перемещения одной единицы тары вагона  (к_m=250¸300Н×т);

С -количество позиций;

к_л -количество вагонов на позиции;

Т_в =22-тара вагона.

По расчету:

 

Мощность электродвигателя:

 

 

Где 

V_к -скорость движения конвейера (4¸6 м/с);

к_о -коэффициент перерасчета мощности в кВт (1020 (кг×м)/с );

h_к -коэффициент полезного действия (0,8¸0,9).

   кВт

Для облегчения выбора марки  электродвигателя принимаем Nэ »5 кВт, и определяем марку электродвигателя – 4А100S2У3.

 

В вагоносборочном участке  подъемно-транспортные операции осуществляются с помощью мостового крана, который  предназначен для: подъемки вагонов, снятия корпусов автосцепок с вагонов, транспортировки  их в КПА и установки на вагон  отремонтированных корпусов автосцепок.