диплом на будущие. Реферат дипломный проект Стр. 114, рис. 5, табл. 27, использованных источников 24
 Скачать 266.94 Kb.
|
|
3. АНАЛИЗ ИЗНОСОВ И НЕИСПРАВНОСТЕЙ КОРПУСА АВТОСЦЕПКИ В настоящее время на пассажирских вагонах железных дорог России и других стран СНГ для соединения единиц подвижного состава используется автосцепка жесткого типа СА-3. Для выборки зазоров в автосцепном устройстве с целью снижения продольных ускорений пассажирские вагоны дополнительно оборудуются буферами. Применение автосцепки СА-3 на пассажирских вагонах имеет ряд недостатков. В частности , мягкий рессорный комплект тележек приводит к большим относительным вертикальным перемещениям автосцепок в процессе движения и соответственно к их интенсивному износу, появляется опасность саморасцепов, возникает высокий уровень шума из-за частых ударов хвостовика автосцепки о центрирующую балочку. 3.1 Характеристика дефектов корпуса автосцепки Корпус автосцепки при работе испытывает значительные динамические нагрузки, действующие в различных плоскостях, большие перепепады температур. Значительные продольные и поперечные нагрузки появляются при входе состава в кривые участки пути или выходе из них, при переломах профиля железнодорожного полотна , на сортировочных станциях и горках , при трогании с места и торможениях. Перегрузки возникают от несинхронности колебаний сочлененных вагонов. Сложный профиль корпуса автосцепки также является естественным источником концентрации внутренних напряжений. Основной причиной ремонта и замены этой детали при плановых текущих ремонтах является износ. К основным неисправностям корпуса автосцепки относятся: - износы тяговых поверхностей большого и малого зубьев и износы ударных поверхностей большого зуба и зева существенно ухудшают продольную динамику вагонов и могут являться причиной саморасцепов; - износ поверхностей корпуса в месте соприкосновения с поверхностями проема ударной розетки происходит в случае отклонения оси корпуса в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При проходе вагонов в кривых малого радиуса и особенно при сцеплении вагонов с разной длинной консольной части рамы оси автосцепки отклоняются и на первом этапе подвергаются износу вертикальные стенки корпуса автосцепки. Прочность стенок становится недостаточной при определенном износе, хвостовик начинает изгибаться в горизонтальной плоскости. При прохождении переломов профиля пути возникает заклинивание автосцепок в контуре зацепления. В результате этого хвостовик автосцепки упирается через тяговый хомут в верхнее перекрытие хребтовой балки и начинает поднимать вагон. Это приводит к изгибу хвостовика в вертикальной плоскости или изломам маятниковых подвесок смежной автосцепки. - износ упорной поверхности хвостовика от взаимодействия с упорной плитой, износы стенок отверстия от взаимодействия с клином хомута являются причиной износа перемычки хвостовика; износ в месте сопряжения хвостовика с тяговым хомутом. Основной причиной этих износов является существенное увеличение продольных сил; - износ поверхности упора головы автосцепки в выступ ударной розетки происходит из-за недостаточной эффективности поглощающих аппаратов в определенных поездных ситуациях; - трещины в месте перехода от головы к хвостовику характеризуется хрупким разрушением и в большинстве своем происходят в результате износа перемычки; - трещины в углах окон под замок и замкодержатель и трещины в углах образованных ударной стенкой зева и боковой стенкой большого зуба, а так же между этой стеной и тяговой стороной большого зуба. Эти трещины образуются в результате влияния концентрации напряжений в зонах перехода от одной поверхности к другой. 3.2 Меры повышения надежности корпуса автосцепки в эксплуатации Мерой повышения износостойкости ударных поверхностей большого зуба и зева служит упрочнение этих поверхностей индукционно-металургическим способом. Этот способ позволяет увеличить срок службы корпуса между ремонтами в 2 раза. Мерой уменьшения износов при вертикальных перемещениях автосцепок, опасности саморасцепов и высокого уровня шума может стать применение новой автосцепки. Такая автосцепка разработана ВНИИЖТом совместно с Тверским вагоностроительным заводом. 1- направляющий рог; 2 – большой зуб; 3- замок подпружиненный; 4 – предохранитель. Рисунок 4. Автосцепка жесткого типа. Автосцепка жесткого типа не допускает в сцепленном состоянии взаимных вертикальных перемещений. Для этого автосцепка оснащена направляющим рогом, который в процессе сцепления взаимодействует с нижней наклонной поверхностью большого зуба смежной сцепки и таким образом устанавливает их сносно, независимо от разности высот автосцепок перед сцеплением. Новый механизм сцепления, разработанный ВНИИЖТом, имеет преимущества перед типовым. Подпружиненный замок не перекатывается как в автосцепке СА-3, а перемещается поступательно , что вместе с предохранителем полностью исключает опасность самопроизвольного расцепления автосцепок. Для опоры автосцепки жесткого типа должно использоваться центрирующее устройство с упругой опорой хвостовика, например подпружиненная центрирующая балочка. Это исключит опасность передачи вертикальной нагрузки через автосцепку на смежный вагон при переломах профиля пути. Опытные образцы автосцепки были изготовлены Брянским машиностроительным заводом и прошли стендовые испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа, которые показали надежную сцепляемость новой сцепки, как с аналогичной, так и с типовой. Такая сцепка позволит увеличить межремонтные сроки эксплуатации и значительно уменьшить шум при движении поезда. Она взаимозаменяема с автосцепкой СА-3 и может устанавливаться на пассажирские вагоны эксплуатационного парка при проведении плановых видов ремонта. Эта автосцепка также обеспечивает повышение безопасности движения поездов благодаря использованию разработанного ВНИИЖТом нового расцепного привода. Его расцепкой рычаг 1 дополнительно оборудован третьим блокирующим плечом 2, которое связано с нижней частью балансира валика подъемника 3 блокирующей цепью 4 в дополнение к имеющейся на всех вагонах расцепкой цепи 5. Такая модернизация расцепного привода не препятствует расцеплению автосцепок при переформировании поездов. 1 – расцепной рычаг; 2- блокирующее плечо; 3 – валик подъемника; 4 – блокирующая цепь; 5 – расцепная цепь; 6 – ограничитель вертикальных перемещений. Рисунок 5. Новый расцепной приыод. Вместе с тем, в случае обрыва автосцепки обе цепи натягиваются одновременно и при дальнейшем расхождении вагонов сначала обрывается расцепная цепь 5, выполненная меньшей прочности, а затем блокирующая 4. При этом расцепления автосцепок не происходит. Таким образом, при наличии нового расцепного привода оборвавшаяся автосцепка сохраняет сцепленное положение со смежной и не падает на путь. Такой расцепной привод может использоваться не только с автосцепкой жесткого типа, но и с типовой, оборудованной ограничителем вертикальных перемещений 6. Предложенные конструкции автосцепного устройства представлены в статье старшего научного сотрудника ВНИИЖТа, кандидата технических наук Беляева В.И., заведующего лабораторией автосцепки ВНИИЖТа Ступина Д.А. , заместителя руководителя департамента пассажирских сообщений МПС РФ Кузнецова А. Произведен анализ износов и неисправностей корпуса автосцепки и определены причины их возникновения. В связи с этим, предложены меры повышения надежности корпуса автосцепки в эксплуатации, связанные с процессом ремонта и улучшением конструкции автосцепных устройств. Эти меры призваны уменьшить износы при перемещении вагонов, исключить возможность саморасцепов и увеличить межремонтные сроки. 4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 4.1 Обеспечение безопасности работ на контрольном пункте автосцепки Ремонт пассажирских вагонов производят в вагонном депо, специализирующимся на ремонте цельнометаллических вагонов, в соответствии с руководством и инструкциями по деповскому ремонту. В контрольном пункте автосцепки (КПА) производят ремонт автосцепного устройства на нескольких производственных участках в соответствии с технологическим процессом. При выполнении работ по сварке и наплавке деталей автосцепного устройства на рабочем месте сварщика возникают определенные потенциальные опасности. При пробоях изоляции на токоведущей части сварочного оборудования и оснастки, при прикосновении к токоведущим частям или при поражении напряжением шага возникает опасность получения электротравм. Во время сварки и наплавки образуются брызги расплавленного металла, соприкосновение с которыми может привести к ожогам различной степени кожного покрова и повреждению глаз сварщика. Воздействие лучей открытой сварочной дуги приводит к поражению глаз и кожи. При очиcтке сварочных швов от шлака и окалины или не достаточной механизации на участке может возникнуть опасность получения механических травм. Газы, образующиеся при сварочных работах, насыщены вредными примесями, которые отрицательно влияют на здоровье сварщика, через дыхательные пути попадает в легкие и оседает в виде сажи. Для устранения или уменьшения воздействия перечисленных выше опасностей предлагаются организационные и технические мероприятия по охране труда. При разработке мероприятий по безопасности при выполнении электросварочных работ базовым документом является ГОСТ 12.3.003-86 Организационные предприятия включают в себя: проведение всех необходимых инструктажей по технике безопасности; наличие предупреждающих и разъяснительных плакатов в близи рабочего места; контроль за соблюдением работниками всех требований по технике безопасности. При выполнении работ обеспечивают надлежащую организацию труда, техническое оснащение оборудованием рабочих мест и создают на них безопасное условия работы, соответствующие ГОСТ 32.15-81 техническое обслуживание и ремонт вагонов. Требования безопасности, а также требования действующей документации и указаниям по охране труда. Технические мероприятия разработаны в соответствии с существующими СНиПами и ГОСТами и привязаны к виду опасности. Для избежания электротравм проводят такие мероприятия, как надежное защитное зануление корпусов электроустановок; зануление электросварочных агрегатов и зажима вторичной обмотки сварочных трансформаторов, к которому подключается обратный провод, а также защитное зануление столов и стендов для установки деталей, в соответствии с ГОСТ12.11.030-81. Обеспечивают надежную изоляцию и защиту от механических повреждений рабочих проводов, подводящих ток от сварочной машины или трансформатора. Применяют диэлектрические материалы при изготовлении рукояток электрододержателей. Не допускают соединение сварочной цепи электросварочного аппарата с зануленным проводом или корпусом аппарата. Сварщики имеют средства индивидуальной защиты (диэлектрические коврики, перчатки, для исключения попадания брызг расплавленного металла на кожу и глаза сварщика используют специальную одежду и обувь, защитные щитки и шлемы, а также козырьки на рукоятках электрододержателей.) Для уменьшения воздействия лучей открытой электрической дуги на сварщика и работающих на других участках людей работы выполняют в кабинах, каркас которых изготавливают из труб или уголков, а стенки из тонкой листовой стали, стенки кабин окрашивать в светлые тона (серый, голубой, желтый) с добавлением в краску окиси цинка, которая уменьшает отражение ультрафиолетовых лучей дуги; снабжают рукоятки электрододержателей экранами, отражающими лучи дуги; обеспечивают сварщиков масками или щитками со вставленными в них защитными темными стеклами различной прозрачности в зависимости от величины сварочного тока. Во избежание механических повреждений обеспечивают работающих очками с бесцветными стеклами для защиты глаз при очистке сварочных швов. Обеспечивают максимальную механизацию, особенно при перемещении и транспортировке деталей на участке. При эксплуатации кран-балки в соответствии с ГОСТ 12.2065-81 ограждают все доступные движущиеся либо вращающиеся части механизмов, исключают не предусмотренные контакты работающих с перемещаемым грузом, обеспечивают надежную прочность механизмов, вспомогательных и захватных приспособлений. Для уменьшения вредного воздействия газов, образующихся при сварке каждое рабочее место сварщика оборудовано местной вытяжной вентиляцией для отвода газов и приточной вентиляцией в зону дыхания сварщика. Для улучшения вентиляции стенки кабин не доводят до пола на 100-150 мм. Наличие приточной вентиляции необходимо для обеспечения температурного режима на участке. Рисунок 4.1. Схема системы местной приточно-вытяжной вентиляции 1 — вытяжной зонт; 2 — приточный патрубок; 3 — вытяжной вентилятор; 4 — приточный вентилятор; 5 — калорифер Важную роль в обеспечении безопасности на участке сварки и наплавки играет освещение. Нормирование освещения производят в соответствии с СНиП 23.05-95. На участке применяют боковое естественное освещение через оконный проем и искусственное в виде общего и местного. Общее искусственное освещение обеспечивает нормальный рабочий процесс на участке в темное время суток. В качестве источников света применяют люминесцентные лампы с исправленной цветностью ЛДЦ. Местное освещение применяют на рабочих местах для контроля за качеством выполняемых работ, в качестве источников света используют лампы накаливания. Напряжение стационарных светильников местного освещения не превышает 50 В. При использовании искусственного освещения следят за выполнением основных требований: освещение предусмотрено достаточное, равномерное и экономичное. Лампы электрические эксплуатируют в соответствии с ГОСТ 12.2.007.13-88. Еmin = 300лк. К мерам электробезопасности, указанным выше, и выполняемых на участке сварки и наплавки, добавляют мероприятия, общие для всего отделения: расположение электропроводки в недоступном для работающих месте при условии обеспечения надежной ее изоляции и защиты от анических повреждений; использование в сети зануления предохранителей в плавкими вставками. Участок сварки и наплавки относят к горячим цехам, следовательно, большое внимание уделяют вопросам пожарной безопасности, которая обеспечивает как в рабочем состоянии объекта, так и в случаях возникновения пожара, в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91. На участке предусматривают наличие пожарных проходов, пожарного оборудования (гидранты, пожарные краны), устройств пожарной сигнализации с автоматическим пуском, одного огнетушителя ОХП-10. Выполнение всех мероприятий по технике безопасности, разработанных в проекте, обеспечивает безопасное условия труда на участке сварки и наплавки в контрольном пункте автосцепки, уменьшение случаев травматизма и клинических заболеваний работающих. Проверка правильности выбора плавкой вставки предохранителя. Для обеспечения электробезопасности при возникновении тока короткого замыкания в сети зануления электрооборудования, каждая фаза имеет предохранитель с плавкой вставкой. Проверка плавкой вставки на срабатывание в четырехпроходной сети длиной 300м; сечение фазного провода Sф=25мм2, нулевого провода Sо=16мм2; провода алюминиевые, =0,0295Оммм2/м. Номинальная сила тока установленного плавкого предохранителя Iп.в.=60А, напряжение сети 380/220В. 1,2 – электроустановки; 6 – трубчатые заземлители; 3 – зануляющий проводник; 7 – соединительная полоса; 4 – зануляющая магистраль; 8 – нулевой ввод; 5 – выводы контура повторного заземления нулевого провода; Рисунок 4.2. Принципиальная схема устройства защитного зануления с повторным заземлением нулевого провода Определяем сопротивление фазного и нулевого проводов Определяем силу тока короткого замыкания в сети Из условия необходимая сила тока плавкой вставки составит т.е. условие срабатывания плавкого предохранителя выдержано. Из расчета следует, что выбранный предохранитель с плавкой вставкой будет срабатывать при возникновении в сети зануления тока короткого замыкания. 4.2 Охрана окружающей среды Общая характеристика контрольного пункта автосцепки c точки зрения его влияния на окружающую среду. Требования законов РФ к этим влияниям. Рассматриваемое в проекте депо находится в городе Ростове-на-Дону, который входит в список наиболее неблагополучных по состоянию атмосферы городов Российской Федерации. В виду этого вопросом экологии и охраны окружающей среды на предприятии должно уделяться еще больше внимания, тем более что депо находится в центре города вблизи жилых массивов. Наличие зеленых насаждений в районе размещения депо в какой-то степени улучшает экологическую ситуацию. Вредные вещества попадают в атмосферу через системы вытяжной вентиляции, дымовую трубу котельной, системы удаления загрязненного воздуха от механических станков по обработке металлов и других материалов. Наиболее опасными с точки зрения загрязнения атмосферы производственными процессами являются: сборочный участок; малярное, механическое и кузнечное отделение; а также сварочные, аккумуляторный, гальванический участки. В результате их работы в атмосферу выбрасывается значительное количество таких токсичных веществ, как окись железа, марганец и его соединения, сили никеля, пары щелочей и кислот, масляные аэрозоли. При производстве сварочных работ в воздушную среду выделяется вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества. Среди них фтористый водород, соединения марганца, фториды, металлы и их оксиды, сварочные аэрозоли. Кроме того, может происходить загазованность помещения при неполном сгорании газа и недостаточной вентиляции и тяге, неудовлетворительном регулировании процесса горения. Выделение вредных веществ и их распространение в воздушной среде должны предотвращаться хорошей организацией технологического процесса и рациональным размещением атмосферно охранного оборудования. При выполнении всех требований закона РФ «Об охране окружающей среды», 2002г., нормативных актов и «Экологической программой по охране окружающей среды 2001-2005гг.», а также при внедрении в процессы производства современных очистных технологий предприятие сможет существенно снизить выбросы вредных примесей в атмосферу, а значит, и плату за них. В 2002 году в Российской Федерации был принят закон «Об охране окружающей среды». Основными принципами охраны окружающей среды являются плотности природоиспользования и возмещения вреда окружающей среде обусловленного вредными выбросами, а так же обеспечение снижения вредных выбросов. Негативное воздействие на окружающую среду является платным статья 16 пункт 1. Значение нормативов предельно допустимых значений выбросов для каждого предприятия вредного источника выброса устанавливаются с учетом результатов расчетов загрязнения атмосферного воздуха. Согласно законодательства РФ закреплена обязанность предприятия и организаций, деятельность которого связаны с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, проводить организационно хозяйственные технические мероприятия для выполнения условий и требований, предусмотренных решений на выброс принимать меры по снижению выбросов загрязняющих веществ, обеспечивать эффективную бесперебойную работу и поддерживать в исправном состоянии сооружений и оборудований для очистки выбросов и контроля. Для оценки хозяйственной емкости эко системы и определенно-допустимого на них антропогенного воздействия на окружающую среду и на его основе осуществляют экологическую экспертизу. Правовой базой экологической экспертизы являются законы, постановления и указы , а также различные документы международного характера. Анализ и расчеты загрязнения среды рассматриваемыми объектами. Меры по снижению загрязнений и платы. Проведем расчет выбросов при работе с электродами УОНИ-13/45. Расход электродов на участке 0,5 кг в сутки. Сварочный пост оборудован системой вентиляции, выброс загрязненных газов осуществляется на высоте Н=15м. Определяем удельные выбросы вредных веществ в атмосферу, qi при выполнении работ по сварке и наплавке, которые составляют для электродов УОНИ-13/45 в г/кг: - для твердых частиц (т.ч.)18 - для марганца и его соединений (Mn)0,3 - для окислов хрома (Cr)1,4 - для флоридов (F)3,45 - для фтороводорода(HF)0,75 - для окиси азота (NO)1,5 - для окиси углерода (GO)13,3 За год в КПА расходуется электродов В=0,5251=125,5 кг/год, Где 251 рабочих дней в году. Количество вредных веществ определяется по формуле (73) I=qiB10-3, кг/год(73) т.ч.=18125,510-3=2,259 кг/год; Mn=0,3125,510-3=0,038 кг/год; Cr=1,4125,510-3=0,176 кг/год; F=3,45125,510-3=0,433 кг/год; HF=0,75125,510-3=0,094 кг/год; NO=1,5125,510-30,188 кг/год; GO=13,3125,510-31,67 кг/год. Суммарные годовые выбросы вредных веществ при сварке составляют =т.ч+Mn+Cr+F+HFNO+GO= 2,259 + 0,038 + 0,176 + 0,433 + 0,094 + + 0,188 + 1,67=4,858 кг/год. Секундную массу суммарных выбросов определяем по формуле (74) кг/с (74) где n – число часов работы вентиляционной системы в сутки, n = 2 часа; 3600 – коэффициент перевода в секунды; Т=251 – количество рабочих дней в году. кг/с. Параметры вентиляционной системы следующие: - объемный расход воздуха Q, определяем по формуле (75) Q=400=4002.6810-6=12.0710-3 м3/c(75) -площадь поперечного сечения вентиляционной системы , определяем по формуле (76) , м2, (76) где V=2.5м/с – скорость воздуха в вентиляционной системе. м3;
м, принимаем D=0,2 м. Для каждой вредной примеси устанавливается предельно допустимая концентрация ПДК, которая при действии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывает не вызывает необратимых изменений в нем. Научно обоснованные нормы ПКД в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов. Такими нормативами являются предельно допустимые выбросы ПВД. ПВД определяем для каждого загрязняющего вещества по формуле (77) г/с, (77) где ПДКрi – максимально разовая ПДК, г/м3; Сфi – фоновая концентрация в приземном слое, г/м3; А – коэффициент атмосферной температурной стратификации, определяющий условия вертикального перемещения слоев, для Северного Кавказа А=200; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц, для газов F=1, для пыли F=23; m,n – коэффициенты, учитывающие условия выбросов, m,n =1; - коэффициент, характеризующий местность, для Северного Кавказа =1 (равнинная местность) Фактические выбросы I и ПДВi за год сведены в таблицу 26. Таблица 26 Фактические и предельно-допустимые выбросы загрязняющих веществ.
Годовая продолжительность выбросов при сварке и наплавке составляет Тгод=23600251=1,8106 с/год, Где 2 – общее количестве времени работы вентиляционной системы в сутки; 3600 – коэффициент перевода в секунды; 251 – количество рабочих дней в году. При анализе полученных данных из таблицы 20 получаем, что фактические выбросы всех вредных веществ в атмосферу не превышают ПДВ. Исходя из этого, расчет платы за загрязнение воздуха производим по формуле (78) Пi=IЦiКэКu , руб/год(78) где Цi – базовая цена выброса одной тонны на 2003г, руб/m; Кэ – коэффициент экологической ситуации для данной местности, для Ростова-на-Дону Кэ =1,92; Кu – коэффициент индексации по отношению к 2004г, Кu=1,1. Данные расчета сводим в таблицу 27. Таблица 27 Расчет платы за загрязнение окружающей среды при сварке и наплавке в КПА.
Суммарная плата за выбросы вредных веществ при проведении сварочно-наплавочных работ в КПА на одном сварочном посту с использованием электродов марки УОНИ-13/45 составляет примерно 1,5 руб/год. Выплаты ведутся за счет себестоимости продукции. Малая сумма достигается небольшим объемом работ, связанных с ручкой электродуговой сваркой и наплавкой, в отделении. Мероприятия по снижению воздействия на окружающую среду Для уменьшения вредного воздействия технологического процесса капитального ремонта автосцепок в КПА проводят ряд мероприятий. Для ликвидации вредных веществ из воздуха устанавливают мощную воздухоочистительную установку снабженную специальным фильтром для очистки воздуха от примесей. В помещении, где производятся сварочно-наплавочные работы, устанавливается принудительная вентиляция. Вентиляция снабжена рядом специальных фильтров для очистки воздуха от пыли и различных примесей. Для уменьшения вредных газовых выбросов сварочные участки оборудуют фильтрами электростатического улавливания сварочных аэрозолей. Вихревой аппарат с трехфазным слоем предназначен для пылеулавливания и очистки отходящих газов от сварочных участков. Вентиляция применяется также при обточке и шлифовке элементов автосцепок и при заточке оборудования в слесарном участке. Устанавливаются электрофильтры, циклоны групповые и батарейные, пенные аппараты (орошаемые водой абсорбенты). Разрабатывается инвентаризация источников вредных выбросов от стационарных источников.. Для удаления выбросов применяется местная вытяжная вентиляция. Установка (УОВ-1) дает эффективность очистки 80-90 %. Область применения - для очистки воздуха на участках, удаленных от сварочно-наплавочных. Организуется размещение отходов с привлечением организации имеющей лицензию на утилизацию. В местах разлива нефтепродуктов (станки) предусматривается немедленное их удаление, применение масляных ванн. На участке дефектоскопирования предусматривается местная вентиляция, организовывается сбор отработанной суспензии в специальные емкости, для дальнейшего повторного использования в работе. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||