Проектирование цеха роликовых подшипников

Содержание Введение

1. Назначение цеха, режим его работы и фонды рабочего времени

1.1 Назначение и структура цеха роликовых подшипников

1.2 Расчёт фондов времени работы оборудования и рабочих

2. Обоснование метода организации ремонта букс, расчет параметров производственного процесса

2.1 Обоснование выбора метода ремонта роликовых подшипников

2.2 Расчет параметров производственного процесса

3. Разработка технологического процесса ремонта роликовых подшипников, выбор необходимого технологического оборудования

3.1 Технология ремонта роликовых подшипников

3.2 Разработка технологического процесса

3.3 Диагностика деталей роликовых подшипников

3.4 Выбор и расчет необходимого технологического оборудования

4. Расчет основных геометрических размеров цеха. Разработка планировки отделения

4.1 Расчет основных геометрических размеров цеха

4.2 Разработка планировки отделения

5. Расчет промышленно-производственного персонала цеха

6. Применение сетевого планирования и управления производством в роликовом цехе

7. Охрана труда и техника безопасности в цехе

8. Основные технико-экономические показатели работы цеха.

Использованная литература

Введение

Повышение эффективности работы транспорта требует улучшения использования транспортных средств, увеличения мощности предприятий по ремонту подвижного состава и производству запасных частей. В соответствии с этим на железнодорожном транспорте строятся новые ремонтные заводы и депо, увеличиваются мощности существующих вагонных депо и заводов, механизируются и автоматизируются процессы ремонта подвижного состава, улучшаются технология и организация производства.

Увеличение выпуска вагонов из ремонта одновременно с повышением его качества — одна из важных задач, обеспечивающих улучшение использования вагонов.

Одной из главных деталей вагона является буксовый узел. Надёжность работы букс вагонов в значительной мере зависит от исправности подшипников. Особое внимание уделено изучению характера и признаков повреждений деталей подшипников в буксах грузовых вагонов.

Для ремонта букс с роликовыми подшипниками на вагоноремонтных предприятиях созданы специализированные производственные цеха. Качество ремонта буксового узла определяется совершенством организации производства, квалификацией работников, уровнем механизации и автоматизации производственных процессов, наличием специального измерительного инструмента.

В данной комплексной курсовой работе спроектирован цех роликовых подшипников ВРЗ. Индивидуальной частью курсовой работы является проектирование ремонтно-комплектовачного отделения. В первом пункте приведены краткие сведения о назначении цеха, проведены расчеты фондов времени. Далее производится выбор и обоснование формы организации процесса ремонта букс, расчет параметров производственного процесса. В третьем пункте производится разработка технологического процесса ремонта роликовых подшипников и выбор необходимого технологического оборудования. Затем приводится расчет основных геометрических размеров цеха и разрабатывается (в рамках комплексного проекта) планировка ремонтно-комплектовачного отделения. Исходя из годовой программы ремонта букс и норм времени на ремонт двух буксовых узлов производится расчёт промышленно-производственного персонала цеха. Далее приводится краткое описание линейного (для цеха) и сетевого (для ремонтно-комплектовачного отделения) планирования и управления производством, их графическое представление. В седьмом пункте указаны требования охраны труда и техники безопасности в цехе роликовых подшипников. В последнем пункте приведены основные технико-экономические показатели цеха роликовых подшипников, полученные в результате расчетов. Завершена работа списком использованной литературы.

1. Назначение цеха, режим его работы и фонды рабочего времени

1.1 Назначение и структура цеха роликовых подшипников Цех роликовых подшипников организуется в вагонном депо, на вагоноремонтных заводах и в дорожных мастерских для производства полной ревизии букс с роликовыми подшипниками.

В цехе имеются три участка: демонтажный, ремонтно-комплектовочный и монтажный.

Демонтажный участок предназначен для снятия и разборки букс, очистки и промывки их деталей. В соответствии с этим он оборудован рельсовыми путями, кран-балкой, моечными машинами, рольгангами (для транспортировки букс и деталей), а также стеллажами.

Демонтаж и обмывка букс могут производиться не в помещении, а на площадке, которая размещается на площади колесного или тележечного цеха или примыкает к нему.

Роликовые подшипники также обмывают в машине и направляют на ремонтно-комплектовочный участок для осмотра, ремонта, комплектования и обмера.

Ремонтно-комплектовочный участок предназначен для осмотра, проверки, текущего ремонта, сборки и хранения подшипников. Он размещается в изолированном помещении рядом с демонтажным и монтажным участками. Участок оборудуется столами, обитыми листовой сталью, для осмотра и ремонта подшипников, дефектоскопами для проверки подшипниковых колец, сепараторов и роликов, стеллажами для хранения подшипников, закрепительных втулок и дистанционных колец, а также шкафами для хранения приборов.

На монтажном участке осуществляют проверку, подготовку и монтаж буксового узла. Участок оснащен рельсовыми путями, кран-балкой, столами для подшипников и деталей букс, стеллажами для корпусов букс, шкафом для электрического подогрева внутренних и лабиринтных колец.

Подшипники качения — изделия высокого класса точности. Поэтому комплектовочный и монтажный участки размещают в чистом, светлом, сухом, изолированном помещении, где поддерживается температура не ниже 10 °C. Стены окрашивают масляной краской в светлые тона или облицовывают плитками, а пол покрывают метлахской плиткой [11, С. 187].

Размещается цех роликовых подшипников вблизи колесного цеха.

1.2 Расчёт фондов времени работы оборудования и рабочих цех роликовый подшипник оборудование Для организации ремонта роликовых подшипников в проектируемом цехе номинальный годовой фонд времени работы оборудования в смену принимаем равным номинальному фонду времени рабочего. Номинальный годовой фонд времени зависит от установленного режима работы на предприятии и установленной продолжительности рабочей недели. В соответствии с КЗОТ РБ в стране установлена 40-часовая рабочая неделя, с сокращённой продолжительностью рабочей смены в предпраздничные дни на один час. Исходя из этого принимаем двухсменный режим работы, пятидневную рабочую неделю с двумя выходными днями и продолжительностью рабочей смены 8 часов.

Номинальный годовой фонд времени работы цеха для одной смены, ч, где, а — число полных недель в течение года, а = 52;

b — число дней в году сверх полных недель, b = 2;

d — число предпраздничных дней, не совпадающих с субботой и воскресеньем, d = 7;

с — число праздничных дней, не совпадающих с субботой и воскресеньем, с = 7;

tпродолжительность смены в часах, t = 8 часов.

В 2008 году 366 календарных дней. Праздничными нерабочими днями являются 8 дней: 1 и 7 января, 8 марта, 1 и 9 мая, 3 июля, 7 ноября, 25 декабря. Причём один из них 8 марта попадает на субботу.

Непосредственно перед праздничными днями следует 7 рабочих дней с сокращенной продолжительностью рабочей смены: 7 марта, 30 апреля, 8 мая. 2 июля, 6 ноября, 24 и 31 декабря.

Таким образом, номинальный годовой фонд времени работы цеха Значит в одну смену, в две смены

Действительный годовой фонд времени работы оборудования меньше номинального на время простоя оборудования во внеплановом ремонте. Плановые ремонты и осмотры оборудования должны проводиться только во внерабочее время. Действительный годовой фонд времени работы оборудования рассчитывается по формуле (2)

;

где — коэффициент, учитывающий потери рабочего времени на ремонт оборудования, .

Действительный годовой фонд времени работы рабочего меньше номинального из-за отсутствия рабочего в период очередного отпуска, по болезни и по причине выполнения государственных обязанностей.

Действительный годовой фонд времени рабочего определяется формулой (3)

где — коэффициент замещения рабочих, .

Таким образом, получаем действительный годовой фонд времени рабочего

2. Обоснование метода организации ремонта букс, расчет параметров производственного процесса

2.1 Обоснование выбора метода ремонта роликовых подшипников В зависимости от положения предметов труда относительно рабочих мест в процессе производства различают:

— поточно-предметную (поточную) форму организации производства, при которой предметы труда перемещается с позиции на позицию с помощью технологического транспорта через определенные промежутки времени;

— прямоточно-предметную (прямоточную) форму, при которой предметы труда перемещаются по ряду специализированных позиций или групп позиций;

— стационарно-предметную (стационарную) форму, при которой предметы труда не перемещаются, а от начала и до окончания ремонта находится на одной позиции [8, С. 7].

Наиболее совершенной и целесообразной формой организации производства в цехе роликовых подшипников является поточный метод с применением механизированных или автоматизированных линий на всех участках. Это связано с довольно большой годовой программой ремонта вагонов, которая по заданию составляет 6000 штук и другими факторами.

Среди важнейших организационных особенностей поточного производства следует, прежде всего, отметить специализацию цеха или предприятия в целом, сокращение номенклатуры и увеличение выпуска изделий.

Поточные липни вагоноремонтных предприятий должны обеспечивать выполнение технологического процесса с наименьшими затратами труда, средств и времени.

Экономическая эффективность поточного производства обуславливается:

— ростом производительности труда в результате механизации производственных процессов, совершенствования технологии и организации труда;

— сокращением длительности производственного цикла за счет устранения перерывов в работе;

— снижением себестоимости выпускаемой продукции путем увеличения съема продукции е единицы оборудования и площади, а также уменьшения размера незавершенного производства, улучшением качества продукции, уменьшением брака и повышением культуры производства за счет его организации на базе новейших достижений науки и техники.

Основными признаками поточного производства являются:

— разделение производственного процесса на составные одинаковые или кратные по трудоемкости выполнения операции и установление рациональной их последовательности;

— распределение и закрепление операций по определенным рабочим местам и последовательным расположением рабочих мест и оборудования по ходу технологического процесса;

— специализация рабочих мест и оборудования на выполнении определенных операции;

— выравнивание длительности отдельных операций до значения, равного или кратного такту работы;

— выполнение всех операций с возможно меньшими перерывами (практически почти непрерывно) с единым тактом для всего производственного никла поточной линии;

— осуществление межоперационной передачи обрабатываемых деталей, собираемых сборочных единиц или изделия в целом поштучно или небольшими партиями (группами) с одной позиции на другую;

— одновременное выполнение работ на всех рабочих местах (позициях) поточной линии согласно принятому технологическому процессу;

— высокая степень механизации и автоматизации технологического оборудования, оснащения и транспортных устройств на отдельных операциях и по всему процессу.

Задача организации поточного метода производства заключается в достижении, по возможности, непрерывного движения предмета обработки или ремонта (детали, сборочной единицы) от рабочего места (позиции) к рабочему месту, от одного участка к другому, обеспечивая при этом наименьшую продолжительность производственного цикла, полную загрузку рабочих мест и их работу без перерывов и простоев [10, C. 3].

Произведём расчёт наименьшего плана выпуска изделий, обеспечивающего организацию поточной линии. Практически поточная линия может быть организована только при количестве позиций не менее двух [10, C.112]. В этом случае наименьшее количество выпускаемых изделий определится по формуле (4)

где величина партии в единицах изделий, ;

норма простоя одной буксы, ;

.

Из проделанных расчётов можно сделать заключение о том, что поточный метод является приемлемым для проектируемого роликового цеха, т. к. годовая программа ремонта по заданию составляет 48 000 букс.

Таким образом, ввиду специфики работы роликоподшипникового цеха, применяем поточную форму организации производственного процесса с нерегламентированным тактом. То есть, интервалы времени, через которые периодически производится выпуск с поточной линии обрабатываемых или собираемых буксовых узлов (деталей буксового узла) будут несколько различны.

2.2 Расчет параметров производственного процесса Основными параметрами, определяющими организацию производственного процесса цеха роликовых подшипников, являются: фронт ремонта, число позиций, число поточных линий и их ритм, простой букс в ремонте, производительность, и мощность цеха.

При проектировании организации производства для цеха роликовых подшипников и определения параметров поточной линии ремонта буксовых узлов особое внимание необходимо уделить выбору значений ритма и числа позиций на линии. Так как именно эти параметры оказывают существенное влияние на распределение работ, организацию производственных процессов на позициях, на линейные размеры линии и цеха в целом [11, C. 158; 5].

Средний ритм выпуска букс для цеха рассчитываем по формуле

где — годовая программа ремонта роликового цеха;

.

Произведём расчет фронта работ цеха по формуле

где время простоя буксы в ремонте, ;

.

Рассчитаем фронт работы поточной линии роликового цеха

где число позиций в цехе, ;

число букс на одной позиции, ;

Количество поточных линий, необходимое для освоения заданной программы, определяем по формуле Средний такт выпуска поточной линии роликового цеха Определим производственную мощность роликового цеха по формуле

3. Разработка технологического процесса ремонта роликовых подшипников, выбор необходимого технологического оборудования

3.1 Технология ремонта роликовых подшипников Для ремонта букс с роликовыми подшипниками в депо предназначены три участка: демонтажный, ремонтно-комплектовочный и монтажный.

Из демонтажного участка подготовленные к ремонту роликовые подшипники поступают ремонтно-комплектовочный участок. Здесь их осматривают для определения объема ремонта (с переборкой роликов или без переборки) и дефектовки. При дефектовке подшипников бракованные детали (кольца, сепараторы, ролики) заменяют новыми или годными из числа бывших в эксплуатации, удовлетворяющих требованиям комплектации.

Магнитную дефектоскопию для выявления трещин в кольцах и роликах подшипников качения колесных пар вагонов выполняют «мокрым способом» на установках, состоящих из стенда для намагничивания, стола для осмотра намагниченных деталей, демагнитизатора. В проверяемой детали возбуждаются одновременно два магнитных поля, магнитные линии которых взаимно перпендикулярны (комбинированный способ магнитной дефектоскопии), — полюсное (или нормальное намагничивание вдоль оси) и циркуляционное (или круговое намагничивание). Намагничивание выполняется импульсным током (ток большой силы и низкого напряжения в тысячные доли секунды).

Размагничивание осуществляется воздействием на деталь переменного по направлению и постоянно уменьшающегося по величине магнитного поля. Демагнитизатор состоит из соленоида, в котором имеется лоток для перемещения деталей подшипников качения.

Годные для комплектования ролики сортируют по наибольшему диаметру. Для сортировки применяют приборы УД1, Д312−2м, Д-264 и другие с измерительной головкой с плоским наконечником. По наибольшему диаметру одного ролика, принятого за эталон для данной группы, настраивают на нулевое положение миниметр прибора УД1 или Д312. Остальные ролики комплектуемых подшипников измеряют и сортируют на группы в пределах 8 мкм. При комплектовании в одном подшипнике должны быть ролики одной группы. При необходимости замены у демонтируемого подшипника внутреннего кольца новое кольцо подбирают в таком же порядке, как и наружное. Забракованное кольцо устанавливают на прибор 064−2м (плита), и измеряют диаметр дорожки качения. Зная радиальный зазор, который был у неисправного подшипника до его разборки, на этой же плите подбирают другое кольцо с таким расчетом, чтобы после сборки подшипника его радиальный зазор был в пределах от 0,12 до 0,25 мм [9, C. 272].

Сепараторы подшипников качения проверяют по номинальному размеру внутреннего диаметра. Сепараторы, имеющие деформацию перемычек, приводящую к выпадению роликов, бракуют. Сепараторы с острыми углами у перемычек ремонтируют. Контроль латунных сепараторов вагонных буксовых узлов колесных пар с роликовыми подшипниками для выявления поверхностных трещин в местах сопряжения перемычек с основанием сепаратора производят при помощи вихревого дефектоскопа ВД-18НФ.

Рисунок 3.1 — Общая блок-схема технологического процесса ремонта буксового узла Производительность процесса проверки — 1 сепаратор за 2 мин. Проверяемый зазор — не более 0.25 мм. Кроме магнитного контроля роликов может предусматриваться также контроль вихревыми токами при помощи установки по ТУ32 ЦНИИ-82−91 с дефектоскопом ВД-13НФ, блоками. Производительность процесса контроля — 14 роликов за 150 секунд (шероховатость поверхности — R, = 2,5 мкм). Назначение указанной установки — выявление поверхностных трещин роликов вагонного буксового подшипника [9, C. 273].

Отремонтированные подшипники осматривают и проверяют по радиальному и осевому зазорам. Собранный цилиндрический подшипник устанавливают на столе в рабочем положении, затем от руки поворачивают внутреннее кольцо, проверяя на легкость вращения. Подшипник должен иметь ровный, без заедания ход.

Учет отремонтированных подшипников ведется в журнале формы ВУ-93. Отремонтированные подшипники, которые не сразу устанавливают в буксы колесных пар вагонов, подлежат консервации. При длительном хранении подшипников в качестве предохранительной смазки от действия коррозии применяют смазку ПП-95/5 (ГОСТ 4113−80).

Хранение подшипников осуществляется в отапливаемом помещении с температурой воздуха не ниже + 10 °C без резких колебаний температуры, без проникновения в помещение паров, газов, пыли и пр.

Для смазывания дорожек качения и торцов роликов применяют дизельные М-12Б, М-12 В или цилиндровые марки 52 или 38 масла. Перед заправкой букс железнодорожной смазкой ЛЗ-ЦНИИ для создания однородности ее следует пропускать через аппарат для гомогенизации.

Общая блок-схема технологического процесса ремонта буксового узла показана на рисунке 3.1.

3.2 Разработка технологического процесса Технологический процесс — совокупность всех действий людей и орудий труда, а также естественных процессов, необходимых на данном уровне для изготовления и ремонта продукции.

Технологический процесс определяет технический уровень производства, структуру предприятия и следующие показатели: количество оборудования; число работников; производственную площадь; количество потребляемого сырья, материалов, энергоносителей; рентабельность.

Технологический процесс является частью производственного процесса, содержащей целенаправленное действие по изменению состояния предмета труда.

Организация производственных процессов во времени ставит задачи спланировать выполнение на рабочих местах всех взаимосвязанных основных и вспомогательных процессов, обеспечив при этом:

— возможно меньший производственный цикл;

— возможно полную загрузку рабочих мест;

— своевременное поступление всех комплектующих на рабочие места.

Работы по ремонту буксового узла в роликоподшипниковом цехе можно разделить на три основные группы:

— демонтаж букс с роликовыми подшипниками, промывка и очистка деталей буксового узла;

— осмотр, проверка, ремонт деталей буксового узла и последующая комплектация роликовых подшипников;

— монтаж букс на колёсную пару.

Для выполнения указанных выше работ в роликоподшипниковом цехе организуются участки — демонтажный, ремонтно-комплектовочный и монтажный.

В рамках комплексного проекта разрабатываем технологический процесс для ремонтно-комплектовачного участка.

Подшипники после промывки и просушки осматривают с помощью лупы при рассеянном свете для определения их пригодности к дальнейшему использованию. Неисправные подшипники направляют в ремонт. При выпадании отдельных роликов из гнезд у подшипников с беззаклепочными сепараторами их также направляют в ремонт для измерения диаметра и длины всех роликов. Сведения о каждом осмотренном подшипнике с указанием его состояния (в том числе и упорном кольце) заносят в журнал осмотра формы ВУ-91. На основании данных этого журнала ежегодно составляют справку работы роликовых подшипников по соответствующей форме.

При осмотре производят магнитный контроль наружных, плоских упорных и внутренних колец подшипников на горячей посадке, снятых с шеек осей, а также внутренних колец цилиндрических подшипников при втулочной посадке. Результаты магнитного контроля заносят в специальный журнал.

У цилиндрических подшипников осматривают отдельно внутреннее (или наружное) кольцо, ролики и сепаратор, а также наружное (или внутреннее) съёмное кольцо и упорное кольцо у подшипников на горячей посадке.

Обнаруженные на бортах наружных, внутренних и упорах колец заусенцы зачищают для улучшения поступления смазки к рабочим поверхностям подшипников.

У сепараторов проверяют места сопряжения перемычек с основанием для выявления трещин. При беззаклепочном сепараторе, имеющем расчеканку по перемычкам, ролики удаляют из гнезд. Сепараторы, у которых расчеканка произведена со стороны торцов роликов, проверяют вместе с роликами. Кроме того, осматривают дорожки качения и борта колец.

Подшипники на горячей посадке диаметром 250 мм, имеющие на бортах наружных колец и торцах ролик задиры и повреждения типа «ёлочка», ремонтируют.

Во время сборки блока подшипника на горячей: садке необходимо следить за тем, чтобы наружное кольцо с размерами диаметра по бортам 205 мм собирало с сепаратором, наружный диаметр которого равен' 204,3 мм, а наружное кольцо с размером 207 мм — с сепаратором, имеющим диаметр 206,3 мм. Обточка сепараторов по наружному диаметру запрещается [2, C. 42].

В собранном состоянии подшипник должен провёртываться легко, без заедания и торможения. Не рекомендуется длительно его вращать без смазки.

Подшипники новые и бывшие в эксплуатации после промывки, просушки, остывания, осмотра или ремонта комплектовать по радиальным зазорам, а цилиндрические на горячей посадке, кроме того, проверить по осевым зазорам, по диаметрам отверстий внутренних колец.

Измерения подшипников производят после выдержки, их в комплектовочном отделении не менее 8 ч. При, этом эталонные кольца и измерительные средства должны храниться в комплектовочном отделении. Эталонные кольца аттестуют не реже одного раза в год.

Таблица 3.1 — Ленточный график роликового цеха

Новые подшипники дополнительно к указанному выше осмотру подвергают входному контролю на их соответствие требованиям ГОСТ 520–71. Проверку производят по следующим основным параметрам: качество обработки колец, роликов, сепараторов и закрепительных втулок; соответствие геометрии отверстий внутренних колец требованиям ТУ; радиальных и осевых зазоров; разности длин и диаметров роликов, а также на отсутствие трещин и других видимых дефектов в кольцах, роликах и сепараторах; качество упаковки [1, C. 234].

Перед установкой у закрепительных втулок проверяют состояние их геометрии, площади прилегания к сопрягаемым деталям. Со стороны тонкого конца втулка должна иметь переход радиусом 60 мм.

Состояние поверхностей втулок по коррозии определяют внешним осмотром. При повреждении не более 30% общей площади втулки коррозия зачищается, а если больше, то после зачистки втулка проверяется методом световой щели и затем определяется её пригодность к дальнейшей эксплуатации.

Закрепительные втулки пригодные для монтажа, сортируют на эталоне для получения, под какой подшипник данная втулка может быть установлена — под передний или задний. Втулка, свободно входящая на эталоне всей своей длиной, устанавливается под задний подшипник.

Лабиринтные кольца после зачистки и промывки протирают и проверяют. На посадочных поверхностях и в лабиринте не допускаются трещины, вмятины, забоины, заусенцы и другие неисправности.

Отремонтированные лабиринтные кольца разрешается устанавливать на предподступичные части оси с соответствующими ремонтными размерами.

Крепительные и смотровые крышки после зачистки и промывки осматривают. На крышках не допускаются трещины, вмятины, забоины, задиры, заусенцы и другие дефекты. На гайках, планках, дистанционных кольцах и болтах не допускаются забоины, заусенцы и другие неисправности, влияющие на работу узла.

Новые и бывшие в эксплуатации подшипники после промывки, остывания, осмотра и ремонта проверяют и комплектуют по радиальным зазорам. Цилиндрические подшипники на горячей посадке, кроме того, проверяют по осевым зазорам между торцами роликов и бортами наружных колец и измеряют (подбирают) у них диаметры отверстий внутренних колец для обеспечения соответствующего натяга при посадке на шейку.

При установке двух цилиндрических подшипников они должны быть дополнительно скомпенсированы по осевому разбегу. Комплектование подшипников по радиальным зазорам сводится к подбору двух (парных) подшипников для одной шейки оси по величинам радиальных зазоров, которые измеряются щупом. Осевой зазор в подшипнике измеряют так же щупом, который вставляют между торцом одного из роликов и бортом наружного кольца после разборки подшипника [1, C. 238].

Организация процесса ремонта сложных многооперационных сборочных единиц подвижного состава осуществляется на основе технологических графиков выполняемых по линейному или сетевому признаку. Построим линейный график для роликового цеха без учёта числа рабочих занятых на выполнении той или иной работы.

Линейный график строится следующим образом. Все работы производственного процесса при построении технологических графиков в виде ленты последовательно записывают по вертикали и против каждой из них в масштабе изображают ленты соответствующие продолжительности работы. Левая граница ленты соответствует моменту начала данной работы, а правая — окончанию. Технологические и организационные связи между работниками указываются тонкими вертикальными линиями. График представлен в Таблице 3.1.

3.3 Диагностика деталей роликовых подшипников Большое количество роликовых подшипников, находящихся в эксплуатации, выдвигает повышенные требования к надежности их работы в буксовых узлах колесных пар. В процессе эксплуатации вагонов с буксовыми узлами на подшипниках качения в кольцах и роликах подшипников возникают тонкие, не видимые невооруженным глазом трещины. Развиваясь, эти трещины приводят к разрушению подшипников вагонов, что нередко вызывает изломы шеек осей и становится причиной крушений или аварий. Причиной появления трещин являются как высокие динамические нагрузки, при которых работают детали подшипников, так и особенности металла подшипниковой стали [2, С. 41].

Для предупреждения разрушений деталей подшипников проводится дефектоскопирование при их ремонте с целью выявления трещин на ранней стадии развития. Диагностирование деталей роликовых подшипников при их ремонте производится, как правило, способом остаточной намагниченности. Такой контроль более технологичен, удобен и производителен, чем контроль деталей в приложенном магнитном поле.

Наиболее распространёнными в кольцах и роликах подшипников являются следующие виды трещин:

— трещины в галтелях внутреннего или наружного кольца;

— трещины, направленные по окружности рабочей поверхности колец;

— радиальные и продольные трещины;

— трещины на бортах внутренних и наружных колец подшипников.

Кроме того, подшипники могут выйти из строя из-за контактно-усталостного выкрашивания на дорожках качения внутренних и наружных колец. Размеры и формы выкрашиваний могут быть самыми разнообразными.

Поскольку в деталях подшипников трещины возникают с различной ориентацией по отношению к оси детали, для проведения магнитопорошкового контроля их необходимо намагничивать в таком направлении, чтобы трещины составляли некоторый угол с направлением магнитных силовых линий. Каждый способ намагничивания деталей дает определенную ориентацию магнитных силовых линий. Следовательно, для выявления продольных и поперечных трещин необходимо осуществить двукратные намагничивания, полив магнитной суспензией и осмотры контролируемой поверхности. Такой порядок контроля требует значительной затраты времени на проверку каждой детали. Для уменьшения количества операций контроля и, следовательно, времени дефектоскопирования целесообразно применять одновременное намагничивание деталей подшипников циркулярным и продольным магнитными полями. При таком способе намагничивания в детали возбуждаются одновременно два магнитных потока, силовые линии которых направлены перпендикулярно друг к другу. При одновременном намагничивании двумя полями образуется результирующее как по направлению, так и по величине магнитное поле.

После проведения контроля производят размагничивание деталей подшипников. Эта операция необходима как до, так и после проведения контроля. В процессе эксплуатации металл подшипников часто оказывается намагниченным в результате воздействия тяговых токов, полей рассеяния обмоток электрических машин и других причин.

Хаотическое распределение полюсов остаточной намагниченности может вызвать ложное скопление магнитного порошка при контроле. Недостаточное размагничивание колец и роликов подшипников после контроля может привести к прилипанию ферромагнитных частиц, образующихся при истирании металла в процессе эксплуатации, и ускорению износа подшипников.

С целью размагничивания деталь удаляют из соленоида на такое расстояние, при котором влияние магнитного поля соленоида практически отсутствует [2, C46].

3.4 Выбор и расчет необходимого технологического оборудования Технологический процесс ремонта буксовых узлов с роликовыми подшипниками включает в себя большое разнообразие подготовительных и восстановительных работ, требующих разнообразного технологического оборудования и оснастки. В рамках комплексного проекта произведём расчёт необходимого количества оборудования для ремонтно-комплектовачного участка роликовоподшипникового цеха.

Необходимое количество оборудования подсчитывается на основании норм трудоемкости на единицу продукции заданного вида ремонта.

Расчет необходимого оборудования производится по формуле (11) [8, С. 14]

где производственная мощность, букс;

затраты i-го вида оборудования на ремонт детали, агрегато-часов;

действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.;

коэффициент использования оборудования, .

В рамках комплексного проекта произведём расчёт необходимого количества оборудования в ремонтно-комплектовачном отделении роликоподшипникового цеха.

Рассчитаем количество необходимых автоматов для зачистки торцов роликов

шт.

Округляем полученное значение станков. Принимаем необходимое количество равное трём станкам.

Аналогично рассчитывается количество другого оборудования ремонтно-комплектовочного отделения. Результаты расчёта представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 — Результаты расчета потребного количества оборудования ремонтно-комплектовочного отделения

4. Расчет основных геометрических размеров цеха. Разработка планировки отделения

4.1 Расчет основных геометрических размеров цеха Существуют несколько различных методов для определения основных геометрических размеров проектируемого цеха. Один из них сводится к тому, что длина, ширина и площадь роликового цеха принимаются в соответствии с заданной программой ремонта на основании анализа работы передовых вагоноремонтных предприятий из характеристики роликового цеха.

Согласно заданию программа ремонта составляет 6 000 вагонов или 48 000 буксовых узлов. Поэтому по нормативам принимаем следующие значения основных геометрических размеров цеха (они должны быть кратны строительному шагу равному 6 м) [7, С. 20; 9, С. 276]:

— площадь цеха SЦ = 288 м²;

— ширина цеха ВЦ = 12 м;

— длина цеха LЦ = 24 м.

— высота цеха (до низа конструкции перекрытия) HЦ = 6 м.

Тогда объём цеха составит

Съем отремонтированных буксовых узлов с 1 м² площади цеха определяется по формуле (13)

;

букс / м2.

В рамках комплексного проекта рассчитаем основные геометрические размеры ремонтно-комплектовачного отделения. Так согласно технически обоснованным нормам принимаем следующие геометрические размеры [1, C. 101]:

— площадь отделения SО = 40 м²;

— длина отделения LО = 10 м;

— ширина отделения ВО = 4 м;

— высота цеха (до низа конструкции перекрытия) HЦ = 6 м.

Объём отделения в этом случае составит

.

4.2 Разработка планировки отделения Планировка цеха роликовых подшипников определяется размещением и планировкой оборудования, рабочих мест, технологических площадок и зависит от программы, а также производственных мощностей, типов и количества оборудования, предназначенного для выполнения операций с буксовыми узлами.

При размещении оборудования необходимо соблюдать последовательность его размещения по ходу технологического процесса, обеспечивая лучшее использование технологического и подъемно-транспортного оборудования. Производственная площадь отделений роликового цеха состоит из площади, занятой оборудованием, с учетом: площади рабочих мест перед оборудованием, проходов и нормального расстояния между оборудованием и элементами здания, удобства осмотра и ремонта оборудования цеха, выделение площадок для размещения контрольных постов и межоперационных заделов с соблюдением установленных правил техники безопасности. 9, С. 276]

План цеха роликовых подшипников представлен в графической части курсовой работы. В рамках комплексного проекта отдельно имеется план ремонтно-комплектовачного участка.

5. Расчет промышленно-производственного персонала цеха В состав промышленно-производственного персонала (ППП) проектируемого роликового цеха вагоноремонтного предприятия входят следующие категории работников:

? основные производственные рабочие (ОПР), непосредственно участвующие в выполнении технологических операций, результатом которых является выпуск отремонтированных роликовых буксовых узлов;

? вспомогательные рабочие, обеспечивающие нормальные условия труда для основных производственных рабочих;

? инженерно-технические работники (ИТР);

? младший обслуживающий персонал (МОП).

Списочное количество основных производственных рабочих определяется по формуле (14)

где N? годовая программа ремонта букс, N = 48 007 шт.;

HH? нормируемые затраты времени на производство полной ревизии букс одной колесной пары с учетом механизации и автоматизации, см. таблицу 5.1;

FСП? годовой фонд работы времени списочного рабочего, FСП = 1815 ч.;

— коэффициент выполнения норм, =1.

Под явочной численностью понимают число работников непосредственно присутствующих на рабочем месте и выполняющих свою работу. Явочная численность основных производственных рабочих определяется по формуле (15)

где Fяв — годовой фонд рабочего времени явочного рабочего, Fяв = 2033 ч;

Определим по формуле (14) списочный контингент основных производственных рабочих ремонтно-комплектововочного отделения

человек.

Списочное количество основных производственных рабочих ремонтно-комплектововочного отделения определяем по формуле (15)

Аналогично рассчитывается списочное и явочное количество ОПР других участков. Общая численность вспомогательных рабочих, ИТР, МОП принимается в следующем процентном соотношении от списочного количества основных производственных рабочих:

— вспомогательные рабочие? 20%;

— ИТР? 10%;

— МОП? 2%.

Общая численность списочного промышленно-производственного персонала роликового цеха определяется по формуле (16)

Результаты расчётов представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 — Промышленно-производственный персонал цеха

Производительность основных производственных рабочих где списочное количество ОПР роликового цеха.

букс / чел.

6. Применение сетевого планирования и управления производством в роликовом цехе В рамках комплексной курсовой работы построим сетевой график, отображающий процесс ремонта и осмотра цилиндрического подшипника на горячей посадке с подбором роликов.

Основными элементами сетевого графика являются работа, событие и путь.

Понятием «работа» охватываются действительная работа, ожидание и фиктивная работа.

Действительная работа — любой производственный процесс, требующий затрат времени, трудовых и материальных ресурсов. На графике работа изображается сплошной безмасштабной стрелкой, над которой проставляется продолжительность данной работы.

Ожидание — процесс, не требующий затрат труда и материальных ресурсов, но отнимающий время.

Фиктивная работа — логическая связь между событиями, не требующая затрат времени и показывающая только зависимость одного события от другого. На сетевом графике она обозначается штриховой стрелкой. Результатом выполнения работы является событие.

Событие Ї это момент завершения, результат одной или нескольких работ. На графике событие изображается кружком, разделённым на четыре сектора. Каждому событию присваивается определённый порядковый номер.

Каждая работа имеет начальное и конечное события. Все работы изображаются числовым кодом, содержащим номера начального и конечного событий.

Сетевой график начинается с исходного события.

Завершающее событие Ї это конечный результат всего комплекса.

Непрерывная последовательность работ от исходного события до завершающего называется полным путем сетевого графика. Путь от начального до конечного события, имеющего наибольшую продолжительность, называется критическим.

Расчет параметров сетевого графика заключается в определении раннего и позднего сроков наступлений событий, сроков начала и окончания работ, критического пути, а также резервов времени [11, C. 103] .

Раннее начало работы характеризует наиболее ранний срок, когда можно начать выполнение данной работы. Если в событие входит только одна работа, раннее начало всех выходящих из этого события работ будет определяться ранним окончанием предшествующей работы

где Ї код начального события;

Ї код конечного события данной работы;

Ї код последующего события;

Ї раннее начало;

Ї раннее окончание.

Раннее окончание работы характеризует самый ранний срок ее окончания [5]

.

Позднее начало работы определяет самый поздний срок ее начала, при котором общий установленный срок выполнения всего процесса не изменяется

.

Позднее окончание работы Їсамый поздний срок окончания данной работы, при котором общий установочный срок выполнения всего процесса не изменяется, т. е.

где Їпродолжительность работ, мин.

Полный резерв времени указывает максимальное время, на которое можно изменить или отодвинуть начальное выполнение работы, т. е.

.

Частный резерв времени характеризует максимальное время, на которое можно изменить начало данной работы или увеличение ее продолжительности, не изменяя при этом сроков начала последующих работ

.

Расчет параметров сетевого графика выполним табличным методом [8, C. 21]. Шифры работ расшифрованы в таблице 6.2. Параметры сетевого графика рассчитаны в таблице 6.3. Сетевой график для ремонта и осмотра цилиндрического подшипника на горячей посадке с подбором роликов показан на рисунке 6.1.

Таблица 6.2 — Шифры работ

Рисунок 6.1 — Сетевой график ремонта и осмотра цилиндрического подшипника на горячей посадке с подбором роликов Таблица 6.3 Ї Расчёт параметров сетевого графика

7. Охрана труда и техника безопасности в цехе Требования к инструменту.

Слесарные молотки должны иметь слегка выпуклую поверхность бойка и быть надёжно укреплены на ручке путём расклинивания.

Не допускается на ударной части наклёпа.

Ударные инструменты — зубила, крейцмейсели, бородки не должны иметь трещин, заусениц, наклёпа на ударной части. При работе обязательно пользоваться защитными очками, во время работы зубило располагать от себя, т. е. направление полёта металла при ударе должно осуществляться в противоположную сторону от себя.

Гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и головок болтов, губки ключей строго параллельны. Удлинение ключей трубами запрещается.

Перед подключением пневматического инструмента необходимо продуть шланг. Работать на шлифовальной машине без защитных очков и ограждений запрещается. Перед работой проверить её исправность.

Весь ручной инструмент должен быть исправным и очищенным от масла. Прежде чем начать работу необходимо проверить надёжность их насадки и ручки.

К работе с электрическим и пневматическим инструментом допускаются только специально обученные работники.

Требования к оборудованию.

Расположение оборудования должно соответствовать нормам технологического проектирования.

Границы проходов, места укладки грузозахватов и тары должны быть отмечены белой краской.

Вновь устанавливаемое и вышедшее после ремонта оборудование должно быть тщательно выверено и надёжно закреплено. Оборудование должно быть принято с разрешения главного механика и инженера по технике безопасности.

Электробезопасность.

Для предупреждения возможности поражения электрическим током корпуса электродвигателей, индукционных нагревателей, дефектоскопов, моечных машин, металлические кожуха должны надёжно заземляться. Нельзя включать индукционный нагреватель, если его магнитопровод не замкнут с нагреваемым кольцом. Печи для нагрева лабиринтных и внутренних колец должны быть заземлены в двух местах, а так же иметь устройства, автоматически отключающие печь от сети при открывании дверцы.

Наряду с защитным заземлением при работе с дефектоскопами и индукционными нагревателями применяются диэлектрические перчатки, коврики и дорожки.

Пусковые кнопки электрических устройств должны быть защищены и утоплены в корпус на 3−5мм. Кнопки остановки должны быть красного цвета, иметь надпись «стоп» и выступать над панелью на 3 мм.

Дефектоскопирование буксового узла.

На должность дефектоскописта назначаются лица не моложе 18 лет, имеющие специальную подготовку и сдавшие испытания в знании устройства дефектоскопа, правил по электробезопасности.

Дефектоскопная установка должна иметь защитное заземление рамы установки и корпуса пульта управления.

Снятие с шейки соленоидов и контактных головок разрешается только при полном разряде конденсаторной батареи.

При каждом, даже кратковременном перерыве в работе, необходимо отключать установку от сети.

У пульта управления должен быть положен резиновый диэлектрический коврик и перчатки.

Категорически запрещается:

— касаться токоведущих частей и движущихся частей электропневматических приводов и вращающихся частей.

Ответственным за выполнение правил техники безопасности в цехе является старший мастер (начальник цеха). Сменные мастера и бригадиры несут ответственность за выполнение правил по технике безопасности и промсанитарии по кругу своих обязанностей.

Старший мастер (начальник) цеха проводит инструктаж по соблюдению рабочими инструкции по Технике безопасности и безопасными правилами работы в соответствии с положением «Об организации обучения и проверки знаний по охране труда на железнодорожном транспорте «и инструктивными указаниями «Обучение и проверка знаний по охране труда работников депо», а так же обеспечивает своевременное проведение с работниками цеха периодических занятий по охране труда и техники безопасности.

Каждый работник обязан:

— строго соблюдать требования по охране труда, технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране, предусмотренные соответствующими правилами и инструкциями;

— пользоваться спец. одеждой и предохранительными устройствами и приспособлениями;

— содержать в частоте и порядке свое рабочее место, соблюдать чистоту и порядок на участке;

— передавать оборудование, инструмент и приспособления сменщику в исправном состоянии.

В случае повреждения механизмов, приспособлений, оборудования или получения травмы, нарушения техники безопасности, работник должен немедленно сообщить руководителю участка.

Выполнение положений по технике безопасности, производственной санитарии обеспечивает безопасность производства работ и предупреждает возникновение производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Все работники цеха обязаны знать и выполнять правила и инструкции по охране труда и техники безопасности, должностные инструкции и положения, руководствоваться ими в своей практической работе и обеспечивать строгое выполнение их в процесс производства.

Виновные в нарушении правил техники безопасности привлекаются к ответственности согласно действующему законодательству и стандартов предприятия.

Мастер (сменный, старший) является полноправным руководителем и непосредственным организатором производства и труда на новом участке. Имеет право и обязан не допускать работу на неисправном оборудовании с применением неисправных инструментов, приспособлений, оснастки и др. На лиц, нарушивших трудовую и производственную дисциплину, мастер вправе налагать дисциплинарные взыскания в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка, а рабочих, систематически нарушающих дисциплину освобождать от работы.

В обязанности мастера входит:

— своевременно обучать и инструктировать рабочих знанию технологических прочесов, безопасных методов труда, следить за соблюдением ими правил и инструкций;

— следить за исправным состоянием и правильной эксплуатацией оборудования, инструмента, оснастки, а так же производственного инвентаря;

— обеспечить правильную и безопасную организацию рабочих мест, чистоту и порядок на участке;

— следить за наличием и исправным состоянием ограждений и предохранительных устройств, средств сигнализации;

— следить за надлежащей работой вентиляционных устройств и нормальным освещением рабочих мест;

— следить за наличием и сохранностью инструкций, планов и предохранительных знаков на рабочих местах.

О случаях травматизма руководитель участка обязан немедленно сообщить начальнику депо.

8. Основные технико-экономические показатели работы цеха Основные технико-экономические показатели работы роликового цеха, полученные в результате расчетов, нормативных и проанализированных данных. На основании этих показателей можно судить об эффективности разработанной организации производства [8, С. 22]. Основные технико-экономические показатели работы роликового цеха представлены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 — Основные технико-экономические показатели работы роликового цеха