1.2. Анализ условий выполнения заданной операции, анализ опасностей и вредностей производства. Технические требования на автоматизацию операции

При автоматизации объектов вагоноремонтного производства чаще всего автоматизируют операции очистки, обмывки, сварки, наплавки, механической обработки, транспортировки, окраски и др. Поэтому при анализе таких операций необходимо учитывать наличие вредностей и опасностей, требующих исключения человека при их выполнении.

Операции очистки и обмывки. Выполнение этих операций сопряжено:

• с применением растворов каустической соды в опасных для человека концентрациях (1,5..2%), горячей воды и содового раствора (температура 80…90 ^о С), высоких давлений жидкости (10…40МПа);

• с наличием паров жидкостей, содержащих вредные вещества, повышенной влажности, грязи, пыли;

• с использованием электрооборудования насосов, пневмо- и электроприводов механизмов подъема дверей (кожухов), электрооборудования конвейеров;

• с возможностью травмирования рабочих при их падении, столкновении с поднимающимися дверями (кожухами), при взаимодействии с растворами вредных и горячих жидкостей.

Пневмоприводы механизмов характеризуются производственным шумом, возникающим при выхлопе отработанного воздуха и ударном взаимодействии деталей.

Применение электроприводов может привести к поражению человека током. Степень поражения зависит от длительности прохождения тока через организм или участок тела человека.

Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека. Вместе с тем, протекание тока через неё может привести к её обугливанию и последующему резкому снижению общего электрического сопротивления тела и нарастанию тока, вызывающего тепловое разрушение внутренних органов.

2. Анализ силовых головок машин вагоноремонтного производства и заданной операции (Тема №2)

2.1.Разработка перечня силовых головок машины, их описание и оценка их звенности

1) Конструктивная схема моечной силовой головки

1 – коллектор с соплами

2 – центробежный насос

3 – бак с жидкостью Z=3

4 – фильтр

Элементы вагонов могут обмываться в собранном или разобранном виде. Это отражается на конструкции загрузочного устройства. Так тележки могут подаваться в машину на собственном ходу или без колесных пар. Вагоны подаются в моечные машины локомотивом или тяговым конвейером. Колесные пары, как правило, подаются в моечные машины под действием собственной силы тяжести с наклонных накопителей.

К приводу подачи гидросистем машин относится насос с электродвигателем и трубопроводом. В качестве инструмента используется моющая жидкость. Для направления жидкости применяются сопла (насадки).

Основные параметры центробежных насосов моечных машин:

Центробежные насосы: 2К6; 3К6; 3К9; 4К6; 4К8; 4К12; 4К18:

Развиваемое давление, Па: (1,3…9,1) .10⁵;

Коэффициент передачи К, : 9.10^-7…113.10^-7;

Центробежные насосы: 6К8; 6К12; 8К12:

Развиваемое давление, Па: (3…3,7) .10⁵;

Коэффициент передачи К, : 206.10^-7…531.10^-7;

Подача насоса, м³/с: (n – частота вращения электродвигателя насоса, об/мин).

Для получения мощных струй, несущих большую кинетическую энергию, применяют сопла в виде конических насадок. Кроме того, предусматривают вращение или качание коллекторов с соплами или кассет с деталями.

Обычно раствор и вода под температурой 70-90 градусов Цельсия подаются под давлением 10-20.10^5 Па. Подогрев жидкости осуществляется через паросмеситель и обогревательные батареи с помощью сухого пара или электронагревателями. Важную роль в моечных установках играет система очистки жидкости от грязи, ее сбор и удаление. Обычно это замкнутые системы. Надежность и качество работы таких систем во многом определяют надежность и производительность машин, условия труда рабочих.

Размывание загрязнения на поверхности изделий происходит тем быстрее, чем больше секундная кинетическая энергия в месте ее удара о поверхность. Эта мощность зависит от мощности струи при вылете из насадки

, Вт (3)

где скорость струи, м/с;

напор жидкости, м;

давление жидкости перед насадкой (соплом), Н/м²;

плотность жидкости, кг/м³;

секундная масса жидкости, кг/с;

подача жидкости, м³/с;

коэффициент расхода жидкости через насадку.

Увеличение мощности струи жидкости позволяет сократить время обмывки изделий, но требует увеличения давления, подачи жидкости и мощности электродвигателя насоса. Для определения длительности обмывки изделий при увеличении мощности струи жидкости и сохранении всех остальных параметров (температуры, концентрации раствора и др.) можно применить приближенное соотношение:

, (4)

где общая продолжительность обмывки изделия содой и водой в действующей машине при начальной мощности и ручном управлении.

предлагаемая мощность струи при полуавтоматическом или автоматическом управлении, Вт.

Применительно к основным узлам и деталям вагона в табл. 3 приведены приближенные эмпирические формулы для расчета продолжительности обмывки при повышении мощности струи жидкости и применении полуавтоматического или автоматического управления.

При автоматическом управлении надо принимать pQ еще больше чем при полуавтоматическом управлении.

Примерная продолжительность обмывки элементов вагона при ручном управлении : вагона грузового 15 мин, цистерны 30 мин, пассажирского вагона 40мин;

тележки 15 мин; колесной пары 10 мин; роликового подшипника 3 мин; корпуса буксы 5 мин;

соединительной балки 5 мин; крышки люка 3 мин; деталей вагона (кассета) 30 мин; контейнера 15 мин.

Таблица 1

Приближенные эмпирические формулы для расчета времени обмывки узлов вагона

Наименование узла вагона	Время обмывки, мин	Условие
Кузов грузового вагона (контейнер)		, Вт*
Тележка		, Вт
Колесная пара		, Вт
Корпус буксы		, Вт
Роликовый подшипник		, Вт
Соединительная балка		, Вт
Детали вагона (кассета с деталями)		, Вт

* Знак равно принимается для ручного управления, когда .

Мощность струи жидкости также значительно зависит от расстояния между коллектором и поверхностью изделия. Оптимальным считается расстояние от коллектора до объектов обмывки 150-300 мм.

При ополаскивании объектов после обмывки их содовым раствором расходуется 25-30 л воды на 1 м^2 очищаемой поверхности.

Ширина и высота кожуха машины или камеры определяются конструктивно исходя из габаритов объектов обмывки, размеров труб коллекторов и других элементов оборудования. Например, установка для обмывки локомотивов имеет размеры: 21170х4470х5995 мм; максимальная площадь, занимаемая установкой, 300 м^2; установленная мощность 243,5 кВт, время обмывки и очистки одной секции 2ч.

Машина для обмывки пассажирских вагонов предусматривает цикл обмывки 40 мин, скорость перемещения вагона тяговым конвейером при обмывке 6 м/мин, а при холостом ходе - 18 м/мин.

При обмывке тележек и колесных пар вагонов предварительную обмывку горячей водой производят в течение 1-2 мин, очистку раствором каустической соды в течение 5-6 мин и окончательную обмывку горячей водой 1-2 мин. При обмывке колесных пар предусматривают их вращение с частотой 2,4 - 2,6 об/мин.

Продолжительность обмывки роликового подшипника составляет 2-3 мин. При этом скорость вращения роликового подшипника составляет 310-370 об/мин. Для вращения применяется электродвигатель мощностью 1 кВт, имеющий скорость вращения 1410 об/мин. Для подачи эмульсии применяется вихревой насос типа ЛК-5-15 с подачей 5-7 м^3/ч и напором 50-60 м. вод. ст. Электродвигатель насоса имеет мощность 4,5 кВт и скорость вращения 1440 об/мин.