Приближенные эмпирические формулы для расчета времени обмывки узлов вагона

Меню.doc Тема№1.doc

ТЕМА №2

АНАЛИЗ СИЛОВЫХ ГОЛОВОК МАШИН

ВАГОНОРЕМОНТНОГО

ПРОИЗВОДСТВА И ЗАДАННОЙ ОПЕРАЦИИ

Для перехода от раздела к разделу внутри файла используйте:

ПРАВКА. НАЙТИ. КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО. НАЙТИ ДАЛЕЕ.

ИЛИ

ПРАВКА. ПЕРЕЙТИ. НОМЕР СТРАНИЦЫ. ПЕРЕЙТИ.

ИЛИ Page Up – движение вверх; Page Down – движение вниз

СОДЕРЖАНИЕ ФАЙЛА:

Наименование разделов	Стр.
ЗАДАНИЕ:
РЕКОМЕНДАЦИИ:
1. С иловые головки машин
Силовые головки моечных машин
Сварочные силовые головки:
Сварочные тракторы
Сварочная головка АБС
Сварочные полуавтоматы
Сверлильные силовые головки
Шлифовальные силовые головки
Окрасочные силовые головки:
Окрасочная силовая головка барабанного типа
Окрасочный автооператор на колонне
Окрасочные автооператоры подвесного и настенного типов
2. Критерии выбора объектов автоматизации
3. Параметры объектов автоматизации и предметов манипулирования
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫИ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ №2

Список тем лабораторных работ и рекомендуемой литературы приведен в МЕНЮ!!!

Задание:

1. Выбрать в соответствии с темой и вариантом задания необходимые для заданной машины (процесса) силовые головки. Построить их конструктивные схемы, дать их описание, указать свойства и оценить их звенность [ п. 2.1 КПР ].

2. Изложить критерии выбора объектов автоматизации. Обосновать необходимость автоматизации заданной машины или процесса [п. 2.2 КПР].

3.Сформировать параметры объекта автоматизации и предмета манипулирования [п. 2.3 КПР].

РЕКОМЕНДАЦИИ:

Перечень силовых головок определяется темой и вариантом задания на курсовое проектирование.

Силовые головки машин

Силовые головки машин предназначены для выполнения заданной технологической операции и включают механизм главного движения (перемещает деталь относительно инструмента или наоборот), привод подачи инструмента (электрический, гидравлический, пневмогидравлический), механизм крепления или ориентации инструмента.

Силовые головки моечных машин (гидросистемы)[1]

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 (обмывка каркаса тележки). 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).

В качестве примера ниже приведена универсальная машина для обмывки деталей и узлов подвижного состава, предназначенная для мойки моющим раствором деталей автосцепки, узлов тормозной аппаратуры и др. деталей.

Машина включает бак, камеру мойки, загрузочный стол, пульт управления. Это машина – механизированная, т.к. она выполняет процесс обмывки с помощью механизированных устройств под управлением человека (звенность машины равна 3). Продолжительность обмывки 2-4 мин, температура моющего раствора 40-90 , емкость бака 0,9 м , установленная мощность в варианте парового нагрева – 6 кВт, в варианте электронагрева – 37 кВт, давление воздуха 0,4-0,6 МПа, габаритные размеры, (Д х Ш х В) 1794х2460х2130 мм, масса машины без моющего раствора 700 кг.

Устройство машины. Бак для моющего раствора имеет два отделения, разделенные перегородками, которые создают зигзагообразный поток воды и способствуют осаждению твердой фазы из моющего раствора. Оба отделения имеют сливные трубы для удаления отработанного раствора.

Для нагрева раствора в каждом отделении предусмотрены паровые змеевики и трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы). На боковой стенке бака имеется два люка его чистки. На верхней крышке бака расположены два люка для загрузки моющих средств. Для уменьшения тепловых потерь и предотвращения ожогов персонала бак снабжен теплоизолирующими экранами. Температура нагрева моющего раствора контролируется регуляторами температуры.

На баке установлена камера мойки. Для подачи кассеты с деталями в камеру служат загрузочный стол и каретка. Дверь камеры поднимается и опускается пневмоприводом. Моющий раствор всасывается электронасосом через фильтр и меньшего отделения бака и подается в разбрызгиватели. После мойки раствор стекает в большее отделение бака, из которого переливается в меньшее отделение.

Работа машины. На передвижную каретку, находящуюся на загрузочном столе, устанавливается корзина (кассета) с грязными деталями. Каретка на колесах вместе с корзиной по направляющим закатывается в камеру мойки. После этого опускается дверь камеры мойки, включается электронасос, подающий моющий раствор в разбрызгиватели. Под влиянием реактивных сил разбрызгиватели приводятся во вращение и обмывают детали. После окончания процесса мойки выключается насос, поднимается дверь камеры мойки и передвижную каретку с вымытыми деталями выкатывают на загрузочный стол машины.

 

Конструктивная схема моечной силовой головки машины для обмывки колесных пар приведена на рис. 1.

Моечные машины для обмывки других узлов вагонов имеют примерно такую же конструктивную схему. Но в них отсутствует механизм вращения роликового типа. Вместо этого может быть применен механизм вращения душевой системы с соплами или вращения стола, на котором находится предмет обработки.

 

Рис. 1. Конструктивная схема моечной силовой головки для колесных пар:

1 – барабан механизма подъема кожуха; 2 – электродвигатель; 3 – кожух; 4 – воздухораспределитель пневмоцилиндра толкателя; 5 – центробежный насос; 6 – бак с жидкостью; 7 – фильтр; 8 – механизм подъема роликовых опор и колесной пары с пневмоприводом (пневмоцилиндр приподнимает ролики, благодаря чему колесная пара выталкивается из машины); 9 – механизм вращения роликовых опор и колесной пары с электромеханическим приводом; 10 – душевая система с соплами

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

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.

Основные параметры центробежных насосов моечных машин:

Центробежные насосы: К8; К20; К45; К90:

Подача, м3/с: 0,0024…0,027;

Развиваемое давление, Па: (1,8…8,5).10⁵;

Коэффициент передачи К, : 2.10^-6…9.10^-6;

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

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:

,

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. 1 приведены приближенные эмпирические формулы для расчета продолжительности обмывки при повышении мощности струи жидкости и применении полуавтоматического или автоматического управления.

При автоматическом управлении надо принимать 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) 15…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.

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 относительно неподвижного коллектора с насадками.

Сварочные силовые головки разделяются на подвесные автоматические головки, сварочные тракторы, сварочные полуавтоматы.

Автоматические сварочные установки выполняют следующий комплекс операций: зажигание дуги; подачу электродной проволоки и флюса в зону сварки; автоматическое регулирование параметров дуги; передвижение дуги вдоль свариваемых кромок; прекращение процесса сварки с заваркой кратера.

Подвесные головки крепят на стенде над свариваемым изделием. Они могут быть неподвижными, в этом случае само изделие с помощью вспомогательного механизма перемещается относительно дуги, и самоходными, когда головка самостоятельно перемещается вдоль свариваемого изделия.

Сварочный аппарат, установленный и перемещающийся непосредственно на свариваемом изделии, называется сварочным трактором.

При сварке швов, имеющих кривизну в горизонтальной плоскости, применяются механизмы поперечной коррекции сварочной дуги. Информацию в простейших системах поперечной коррекции электрода получают от копирных роликов, располагающихся на расстоянии 70…200 мм от электрода и бегущих впереди электрода по кромке стыка.

Среди механизированных и автоматизированных способов сварки в вагонном хозяйстве ведущее место (более 50%) занимает наплавка порошковой проволокой, 30% - наплавка и сварка в среде защитных газов (преимущественно в среде углекислых газов при ремонте контейнеров). Незначительную долю (около 14%) занимает наплавка под слоем флюса и около 6% другие способы сварки (открытой дугой, контактная и др.). Значительный объем применения при ремонте вагонов порошковой проволоки объясняется получением высококачественного наплавленного металла на достаточно малых площадях изношенных поверхностей деталей.

Сварочные тракторы ТС-17м и ТС-17Р предназначены для сварки под флюсом в нижнем положении стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, нахлесточных и угловых швов вертикальным и наклонным электродом. Диаметр электродной проволоки 2-6 мм (головка АБС), 1,6 – 5 мм (тракторы ТС). Скорость подачи электродной проволоки 29-220 м/мин (головка АБС), 50-400 м/мин (тракторы ТС).

Скорость сварки 14-110 м/ч (головка АБС), 16-126 м/ч (тракторы ТС). При сварке под слоем флюса сталей толщиной h= 2…7 мм применяют скорость сварки v=43…37 м/ч, а листов толщиной h=10…20 мм - скорость v=30…15 м/ч.

 

 

Рис. 2. Конструктивная схема сварочного трактора:

1 – мундштук; 2 – тележка; 3 – стойка; 4 – электродвигатель перемещения тележки;

5 – цепная передача; 6 – электродвигатель с конической передачей для поперечной коррекции дуги; 7 – штанга; 8 – катушка со сварочной проволокой; 9 – сварочная проволока; 10 – электропривод подачи сварочной проволоки; 11 – роликовый механизм подачи проволоки; 12 – копирный следящий ролик, перемещающийся по сварному желобу и изменяющий положение сварочной дуги в плане

Сварочная подвесная головка АБС предназначена для автоматической дуговой электросварки под флюсом продольных и кольцевых швов, стыковых, угловых и нахлесточных соединений металла толщиной 5-30 мм.

Головка комплектуется из узлов А, Б, С. Узел А предназначен для подачи проволоки в зону дуги и состоит из подающего механизма, мундштука и подвески с копирным и корректирующим устройствами. Узел Б имеет бункер с флюсоаппаратом для подачи и отсасывания флюса и подъемный механизм. На бункере крепится кассета с электродной проволокой. Узел С представляет собой самоходную тележку с отдельным электроприводом, осуществляющую движение автомата по специальному рельсу. Конструктивная схема подвесной сварочной головки АБС с электромеханическим приводом поперечной коррекции сварочной дуги приведена на рис. 3.

 

Рис. 3. Конструктивная схема подвесной сварочной головки АБС с электромеханическим приводом поперечной коррекции сварочной дуги:

1-электромеханический привод поперечной коррекции сварочной дуги; 2 –телескопическая передача; 3 – кассета (катушка) со сварочной проволокой; 4 – штанга; 5 –мундштук; 6 – копирный ролик; 7 – механизм подачи проволоки; 8 – электромеханический привод каретки; 9 – монорельс

Сварочные полуавтоматы. В вагонном хозяйстве применяют полуавтоматическую сварку сплошной или порошковой проволоками шланговыми полуавтоматами ПШ-5, ПШ-54, специальными полуавтоматами А-765, А-1035 и др. Скорость сварки шланговыми полуавтоматами можно приближенно принимать при толщине металла 3…12 мм v=20…30 м/ч.

Для сварки порошковой проволокой в вертикальном положении применяют проволоки диаметром 1,5-2 мм, а для сварки в нижнем положении проволоки диаметром 2-3,5 мм. Порошковые проволоки применят марок ПП-АН1, ПП-АН3, ПП-АН4, ПП-АН8 и др. Производительность наплавки порошковыми проволоками составляет 3,3…9 кг/ч.

Электрокинематическая схема сварочного полуавтомата для сварки сплошной или порошковой проволокой приведена на рис. 4.

 

 

Рис. 4.Электрокинематическая схема сварочного полуавтомата для сварки сплошной или порошковой проволокой:

1-изделие; 2- держатель; 3- приводной ролик подающего механизма; 4- катушка со сварочной проволокой; 5 – электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением; R - реостат для плавного изменения скорости подачи проволоки; ОВД - обмотка возбуждения двигателя; К- контактор; 1К, 2К – контакты контактора; SB- кнопка замыкающаяся с самовозвратом (кнопка пуск)

Принцип действия сварочного полуавтомата. При нажатии кнопки SB срабатывает контактор К. Он замыкает свои контакты 1К и 2К. При замыкании контакта 1К зажигается дуга, а при замыкании контакта 2К включается электродвигатель подачи сварочной проволоки. Выполняется процесс сварки. При отпускании кнопки SB происходит размыкание цепи катушки контактора К, выключение сварочного тока и двигателя.