Меню.doc
ТЕМА №8
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
СОДЕРЖАНИЕ ФАЙЛА:
| Наименование раздела | Стр. |
| Задание | |
| Рекомендации | |
| 1. Разработка технических требований на автоматизацию объектов | |
| 2. Определение параметров машин или устойчивости систем | |
| 3. Определение уровня автоматизации производства заданного участка | |
Список всех тем и рекомендуемой литературы приведен в МЕНЮ!
Рекомендации по выполнению индивидуальных заданий
Разработка технических требований на автоматизацию объектов
Технические требования на автоматизацию объектов должны включать:
· Параметры предмета манипулирования (вес, габариты, скорости перемещения и др.);
· Требуемую производительность;
· Требуемую надежность машины и её уровень автоматизации;
· Номинальный годовой фонд рабочего времени;
· Параметры защитных устройств (кожуха или дверей);
· Вид загрузочного устройства и его приводы;
· Тип системы автоматического управления.
Технические требования на автоматизацию машин учитываются при составлении технического задания. Согласованное техническое задание служит основой для разработки технического предложения, технического проекта и рабочей документации.
В качестве примерного образца технических требований используйте тему и вариант задания на курсовое проектирование.
Обоснование параметров механизмов машины или устойчивости САУ
Обоснование параметров заданных элементов машин осуществляется с помощью материалов темы 1, темы 3, темы 4, рекомендаций данных на с. 19-20 и приложении 6 методических указаний к курсовому проектированию по дисциплине «Системы автоматизации производства и ремонта вагонов»/Болотин М.М., МИИТ, М.: 2002.
Геометрические размеры несущих элементов машин рассчитываются методами дисциплины «Сопротивление материалов». Расчетные формулы для типовых элементов машин приведены в приложении 6 [2]. Допускаемые напряжения для наиболее распространенных материалов приведены в табл. 1.
Таблица 1
| Материал | Допускаемые напряжения при растяжении или сжатии, МПа |
| Сталь: Ст0, Ст2 | |
| Сталь: Ст3 | |
| Углеродистая сталь: Ст30 или Ст45 | 60-250 |
| Легированная сталь | 100-400 |
Напряжения при растяжении или сжатии определяются из соотношения:
,
где 
продольная сила, Н;
площадь поперечного сечения элемента машины, м2.
Напряжения при изгибе определяются по формуле:
,
где 
максимальный изгибающий момент, Нм;
момент сопротивления, м3: для прямоугольника 
(
ширина, 
высота);
круга 
.
Проверку штока поршня пневматического или гидравлического цилиндров на продольную устойчивость осуществляют по формуле:
,
где 
модуль упругости материала штока 
Н/м2;
технологическое усилие, которое должен развивать привод, Н.
Устойчивость любой системы автоматического управления по заданному характеристическому уравнению системы и критерию определяется по материалам учебника: Системы автоматизации производства и ремонта вагонов/Болотин М.М., Новиков В.Е. М.: Маршрут, 2004, с. 149-155.
Расчет уровня автоматизации производства
Теория расчета
Уровень автоматизации производства – мера замещения машинами функций управления в процессе преобразования и перемещения предметов труда. Уровень автоматизации производства определяется по формуле:
,
где 
- количество используемых машин;
количество установленных машин;
коэффициент загрузки машины.
Состав оборудования и примерные его параметры приведены в табл. 2–8.
Объект автоматизации (станок, моечная машина, автоматическая линия или конвейер, машина для окраски и сушки, подъемно-транспортная машина и др.) определяет производственный участок депо или состав оборудования.
Как правило, это вагоносборочный участок, тележечный участок, колесно-роликовый участок, контрольный пункт автосцепки, ВКМ (при ремонте колесных пар со сменой элементов при разработке 12-й темы проекта).
При разработке 12-й темы проекта предполагается, что ремонт колесных пар осуществляется со сменой оси в ВКМ. Поэтому предусматривается автоматизация транспортировки осей автооператором портального типа. Ремонт колесных пар со сменой элементов требует более высокой квалификации работников и сложного оборудования, чем ремонт без смены элементов, так как, кроме колесотокарных и шеечно-токарных станков требуются прессы для выполнения прессовых работ, осеотрезные, осеобдирочные, осетокарные станки, карусельные станки и другое оборудование. Перечень оборудования ВКМ приведен в табл. 6.
При разработке 5-й темы проекта ( «Автоматизация обмывки контейнеров») следует учитывать, что депо (мастерские) для плановых видов ремонта контейнеров предусматривают выполнение комплекса работ. В комплекс работ входят: обмывка контейнера; правка металлических элементов; ремонт и замена обшивки, крыши, настила пола, створок дверей и замка; электро- и газосварочные работы; малярные работы; сушка контейнера и др. Поэтому сборочные участки депо по ремонту контейнеров должны включать соответствующее оборудование. Характеристики оборудования сборочного участка депо по ремонту контейнеров приведены в табл. 7.
При разработке 4-й темы проекта ( «Автоматизация сварки двух полотен котлов цистерн») следует учитывать, что эти процессы осуществляются на вагоностроительных заводах. Линия производства котлов включает участок изготовления полотнищ обечайки, участка изготовления котла и участка испытания котла. Процесс изготовления полотнищ начинается с правки листов на вальцах. Листы на рольганг вальцов подаются кран-балкой. Выправленные листы передаются по рольгангу под вторую кран-балку, которая транспортирует их к стеллажу. После этого осуществляется строгание продольных кромок на кромкострогальном станке. Затем листы поступают на рабочее место, оснащенное двумя каретками для обработки поперечных кромок. На каждой каретке смонтированы резак для кислородной резки и фрезерная головка. Обработанные по периметру листы передаются на сборочный стенд для прихватки полотнищ. Затем прихваченное полотнище передается на сварочную установку для сварки полотнищ с одной стороны. После чего это полотнище поступает на кантователь, переворачивается на 180о и передается специальным устройством на вторую сварочную установку для сварки второй стороны швов. Сварка полотнищ может производиться сварочными головками АБС или сварочными тракторами.
Сваренное полотнище подается на гибочные вальцы, сварочную установку для сварки обечайки и установки для приварки днищ. Основное оборудование необходимое для сварки полотнищ приведено в табл. 8.
Используя данные табл. 2-8, необходимо определить уровень автоматизации производства для заданного участка. Расчеты рекомендуется проводить с использованием электронных табл. Excel.
Таблица 2
Характеристика оборудования вагоносборочного участка депо по ремонту грузовых вагонов
| Наименование машин | 
| 
| 
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Вагономоечная машина | 3,5 | 0,8 | |||
| Вагоноремонтная машина | 0,7 | ||||
| Пресс правки крышек люков | 2,5 | 0,6 | |||
| Мостовой кран | 0,7 | ||||
| Кантователь кузова полувагона | 3,25 | 0,72 | |||
| Электролебедка выкатки тележек | 0,7 | 5,6 | |||
| Транспортер тележек | 0,7 | ||||
| Поворотный круг тележек | 0,7 | ||||
| Тяговый конвейер | 3,5 | 0,8 | |||
| Электродомкраты | 0,7 | ||||
| Электрокар (электропогрузчик) | 0,7 | ||||
| Сварочный трансформатор | 0,5 | ||||
| Сварочный полуавтомат | 3,5 | 0,8 | |||
| Газосварочный аппарат | 0,5 | ||||
| Стенд испытания тормозов | 0,5 | ||||
| Подъемные площадки | 0,7 | ||||
| Пресс сжатия поглощающего аппарата | 0,5 | 1,5 | |||
| Ручной механизированный инструмент | 0,5 | ||||
| Электронагреватель заклепок | 0,5 | ||||
| Тележка-подъемник с гайковертом | 0,5 | 0,6 | |||
| Тележка для смены пятника | 0,5 | 0,6 | |||
| Приспособление смены крышек люков | 0,5 | 1,5 | |||
| Трубогибочный станок | 0,4 | 1,7 | |||
| Краскораспылитель | 0,5 |
Таблица 3
Характеристика оборудования тележечного участка
| Наименование машин |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Моечная машина | 3,5 (4,0) | 0,8 (0,85) | |||
| Стенд разборки тележек | 0,5 | ||||
| Кантователь надрессорной балки | 2,25 | 0,55 | |||
| Кантователь боковой рамы | 0,5 | 3,5 | |||
| Стенд рассверловки боковин | 0,7 | ||||
| Электронагреватель заклепок | 0,5 | 2,5 | |||
| Скоба клепальная | 0,5 | ||||
| Сварочный трансформатор | 0,5 | ||||
| Сварочный полуавтомат | 3,5 | 0,8 | |||
| Конвейер | 3,5 | 0,8 | |||
| Кран балка | 0,7 | ||||
| Верстак слесарный | 0,5 | ||||
| Трансбордер (поворотный круг) | 0,5 | ||||
| Стенд испытания триангелей | 0,7 | ||||
| Приспособление восстановления резьбы | 0,7 | ||||
| Конвейер ремонта триангелей | 0,7 | 2,8 | |||
| Кантователь соединительной балки (СБ) | 0,7 | ||||
| Приспособление для ремонта СБ | 2,5 | 0,6 | 2,5 | ||
| Газосварочный аппарат | 0,5 |
Таблица 4
Характеристика оборудования колесно-роликового участка
| Наименование машины |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Колесотокарный станок | 4,0 | 0,85 | |||
| Колесотокарный станок | 3,5 | 0,8 | |||
| Колесотокарный станок | 3,0 | 0,7 | |||
| Моечная машина для колесных пар | 3,5 | 0,8 | |||
| Установка очистки колесных пар | 0,7 | ||||
| Установка дефектоскопии колесной пары | 0,7 | 5,6 | |||
| Установка измерения колесной пары | 2,5 | 0,6 | |||
| Стенд демонтажа букс | 0,7 | 7,5 | |||
| Стенд монтажа букс | 0,7 | 7,5 | |||
| Машина обмывки подшипников | 3,5 | 0,8 | 5,5 | ||
| Машина обмывки корпусов | 0,85 | ||||
| Подъемно-поворотное устройство | 3,25 | 0,72 | 3,4 | ||
| Кран-балка | 0,7 | 10,5 | |||
| Толкатель | 0,7 | 2,8 | |||
| Дефектоскоп для колец | 0,5 | 0,1 | |||
| Электропечь | 0,7 | ||||
| Индукционный нагреватель бандажей | 2,5 | 0,6 | |||
| Установка наплавки гребней | 3,5 | 0,8 |
Таблица 5
Характеристика оборудования контрольного пункта автосцепки
| Наименование машины |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Машина моечная | 3,5 (4) | 0,8 (0,85) | |||
| Конвейер | 3,5 | 0,8 | |||
| Рольганг | 0,7 | ||||
| Технологическая тележка | 0,7 | 1,2 | |||
| Тележка-манипулятор | 3,25 | 0,72 | 2,2 | ||
| Поворотный стенд для корпуса | 0,7 | ||||
| Манипулятор с захватом | 3,5 | 0,8 | |||
| Наплавочный комплекс | 3,25 | 0,72 | |||
| Сварочный трансформатор | 0,7 | ||||
| Сварочный полуавтомат | 3,5 | 0,8 | |||
| Сварочный автомат | 0,85 | ||||
| Электропечь | 0,7 | ||||
| Пресс гидравлический | 0,7 | 16,7 | |||
| Металлорежущий станок универсальный | 0,7 | 32,5 | |||
| Заточной станок | 0,7 | 7,5 | |||
| Электрокар | 0,7 | - | |||
| Кран-балка | 0,7 | 5,3 | 20,2 | ||
| Кран-укосина | 0,5 | 2,5 | |||
| Шлифовальная машинка | 0,5 | 0,6 | |||
| Электрогайковерт | 0,5 | 0,6 | 1,5 | ||
| Пресс сжатия поглощающего аппарата | 0,7 | 5,25 | |||
| Магнитный дефектоскоп | 0,5 |
Таблица 6
Характеристика оборудования ВКМ (для темы 12)
| Наименование машины |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Колесотокарный станок | 4,0 | 0,85 | |||
| Колесотокарный станок | 3,5 | 0,8 | |||
| Колесотокарный станок | 3,0 | 0,7 | |||
| Осетокарный станок | 0,7 | ||||
| Осеобдирочный станок | 0,7 | ||||
| Осеотрезной станок | 0,7 | ||||
| Расточной станок | 0,7 | ||||
| Шеечнонакатной станок | 0,7 | ||||
| Монтажный пресс | 0,7 | ||||
| Карусельный станок | 0,7 | ||||
| Дефектоскоп | 0,7 | 5,6 | |||
| Автооператор для перемещения осей | 0,85 | ||||
| Измерительная установка | 2,5 | 0,6 | |||
| Подъемно-поворотное устройство | 3,25 | 0,72 | 3,4 | ||
| Кран-балка | 0,7 | 10,5 | |||
| Моечная установка для осей | 3,5 | 0,8 |
Таблица 7
Характеристика оборудования сборочного участка депо по ремонту контейнеров
| Наименование машины |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Машина моечная | 0,85 | ||||
| Установка для разборки контейнера | 0,7 | ||||
| Толщиномер магнитный | 0,5 | ||||
| Газосварочный аппарат | 0,5 | ||||
| Полуавтомат сварочный | 3,5 | 0,8 | |||
| Трансформатор сварочный | 0,7 | ||||
| Правильная машина | 0,7 | ||||
| Шлифовальная машина | 0,5 | 0,6 | |||
| Гайковерт электрический | 0,5 | 0,6 | 1,5 | ||
| Пневмозубило | 0,5 | 0,6 | 1,5 | ||
| Кран-балка | 0,7 | ||||
| Окрасочная камера с пневматическим распылителем | 3,5 | 0,8 | 0,6 | ||
| Стенд для испытаний на прочность, герметичность и постановки трафаретов | 0,7 | ||||
| Электропогрузчик | 0,7 |
Таблица 8
Характеристика оборудования для сварки полотен котлов цистерн
| Наименование машины |
|
|
| Мощность, кВт | Стоимость, т.руб. |
| Кран-балка | 0,7 | ||||
| Вальцовая правильная установка с рольгангом | 3,5 | 0,8 | |||
| Кромкострогальный станок | 0,7 | ||||
| Установка для обработки поперечных кромок с резаком для кислородной резки и фрезерной головкой | 0,7 | ||||
| Стенд для прихватки полотнищ, оснащенный сварочным полуавтоматом | 3,5 | 0,8 | |||
| Установка для сварки полотнищ с одной стороны со сварочными головками АБС или сварочными тракторами | 0,85 | 168 (АБС) 128 (трактор) | |||
| Кантователь полотнищ | 3,25 | 0,72 | |||
| Транспортный механизм | 3,5 | 0,8 | |||
| Установка для сварки полотнищ с другой стороны со сварочными головками АБС или сварочными тракторами | 0,85 | 168 (АБС) 128 (трактор) | |||
| Гибочные вальцы | 0,7 | ||||
| Мостовой кран | 0,7 | ||||
| Стенд для сборки обечайки и прихватки ее листов | 3,5 | 0,8 | |||
| Сварочная установка, оснащенная сварочным трактором, сварочной головкой АБС и роликовым стендом | 0,85 |