Учебное пособие по ПРПС. Теоретические основы технологий производства и ремонта ва гонов История развития инфраструктуры вагонного хозяйства железных дорог России
 Скачать 5.12 Mb.
|
|
1 Содержание Введение………………………………………………………………………..3 Глава 1. Теоретические основы технологий производства и ремонта ва- гонов……………………………………………………………………………6 1.1 История развития инфраструктуры вагонного хозяйства железных дорог России…………………………………………………………………..6 1.2. Объект вагоностроительного и вагоноремонтного производства…….10 1.2.1. Технология вагоностроения и ремонта вагонов отрасль науки……..10 1.2.2.Сборочные элементы вагона…………………………………………...11 1.2.3. Производственный и технологический процесс……………………..13 1.2.4. Общие понятия технологичности конструкции……………………...14 1.2.5. Технико-экономические принципы проектирования………………..15 1.2.6. Особенности технологических процессов производства и ремонта ваго- нов…………………………………………………………………………...16 1.2.7. Точность при изготовлении и ремонте, качество поверхности дета- лей……………………………………………………………………………...18 1.2.8. Методы сборки…………………………………………………………23 1.2.9. Качество поверхности деталей вагонов, заготовок………………….24 1.2.10. Методы получения заготовок и деталей…………………………....27 1.2.11.Формирование поверхностного слоя методами технологического воз- действия…………………………………………………………………….31 1.2.12.Технология окрашивания и противокорозийной защиты вагонов…33 1.2.13. Проектирование приспособлений и технологической оснастки…..41 1.2.14. Технология сборочных процессов…………………………………...44 1.2.15. Понятие о неисправности деталей вагонов………………………….51 1.2.16. Техническая диагностика узлов и деталей вагонов……………..….55 Глава 2. Производство сборочных единиц вагонов………………….63 2.1. Изготовление и ремонт колесных пар…………………………………..63 2.1.1. Изготовление оси……………………………………………………….63 2.1.2. Изготовление цельнокатаных колес………………………………..…67 2.1.3. Формирование колесных пар………………………………………….69 2.1.4. Виды и сроки ремонта колесных пар…………………………………72 2.1.5. Анализ износов и повреждений колесных пар и причины их образова- ния…………………………………………………………………………...74 2.2. Изготовление и ремонт буксовых узлов…………………………….….78 2.2.1. Типы роликов. Материал изготовления………………………………78 2.2.2 Анализ повреждаемости подшипников………………………………..81 2.2.3.Система технического обслуживания и ремонта буксовых узлов….82. 2.2.4.Технология монтажа и демонтажа буксовых узлов………………….87 2.3. Изготовление и ремонт тележек грузовых вагонов……………………90 2.3.1.Эволюция конструкций тележек……………………………………….90 2.3.2.Изготовление тележек…………………………………………………..91 2.3.3Анализ повреждаемости тележек грузовых вагонов………………….92 2.3.4.Технологический процесс ремонта тележек…………………………..98 2 2.4.Изготовление и ремонт тележек пассажирских вагонов……………….99 2.4.1. Изготовление рам тележек пассажирских вагонов…………………..99 2.4.2.Изготовление надрессорной балки…………………………………...101 2.4.3. Общая сборка рамы тележки пассажирского вагона……………….102 2.4.4. Общая сборка тележки пассажирского вагона……………………...103 2.4.5. Ремонт тележек пассажирских вагонов…………………………...…104 2.5. Изготовление и ремонт автосцепного оборудования………………...106 2.5.1. Изготовление деталей автосцепного устройства…………………...106 2.5.2. Анализ повреждаемости автосцепного устройства………………...108 2.5.3. Система осмотров и ремонта автосцепного устройства вагонов….112 2.6. Технология изготовления металлоконструкций деталей рам и кузовов ва- гонов. Детали из древесины и полимерных материалов……………….117 2.6.1. Изготовление методом пластического деформирования…………..117 2.6.2. Основные технологические операции при обработке и сборке деревян- ных деталей и узлов вагонов…………………………………… ...........123 2.7. Изготовление и ремонт рам вагонов…………………………………...124 2.7.1. Основные сборочные узлы рам вагонов…………………………….125 2.7.2. Изготовление хребтовых балок………………………………………126 2.7.3. Сборка рам вагонов…………………………………………………...130 2.7.4. Особенности изготовления рам пассажирских вагонов……………132 2.7.5. Повреждаемость и ремонт рам вагонов…………………………….133 2.8. Изготовление и ремонт кузовов вагонов……………………………...134 2.8.1. Изготовление боковых стен кузовов………………………………...134 2.8.2. Изготовление крыш вагонов…………………………………………137 2.8.3. Сборка кузовов……………………………………………………..…139 2.8.4. Анализ повреждаемости кузовов……………………………………141 Глава 3. Изготовление и ремонт кузовов основных типов вагонов.141 3.1. Изготовление и ремонт платформ……………………………………..141 3.1.1.Основные элементы и особенности конструкции кузова платформы……………………………………………………………………142 3.1.2. Общая сборка платформ……………………………………………...143 3.1.3.Повреждаемость и ремонт платформ………………………………...144 3.2. Изготовление и ремонт полувагонов…………………………………..145 3.2.1. Особенности конструкции и изготовления кузова полувагонов…..145 3.2.2. Маршрутное описание технологического процесса изготовления рамы полувагона……………………………………………………………….146 3.2.3. Изготовление боковых стен кузова полувагона…………………….147 3.2.4. Сборка кузова полувагона……………………………………………148 3.2.5. Ремонт кузовов полувагонов…………………………………………149 3.3. Изготовление и ремонт крытых вагонов………………………………151 3.3.1. Особенности конструкции кузова грузового крытого вагона……...151 3.3.2 Сборка кузовов грузовых крытых вагонов…………………………..151 3.3.3. Ремонт металлического каркаса кузова……………………………..151 3.3.4. Ремонт крыши крытого вагона………………………………………152 3 3.4. Изготовление и ремонт цистерн………………………………………153 3.4.1. Материалы для изготовления котлов цистерн………………………153 3.4.2. Изготовление котлов цистерн………………………………………..153 3.4.3. Повреждаемость и ремонт котлов цистерн…………………………155 3.5. Изготовления и ремонт специальных вагонов………………………..157 3.5.1. Особенности конструкции специальных вагонов…………………..157 3.5.2. Ремонт вагонов для кокса, окатышей и агломерата………………..157 3.5.3. Ремонт думпкаров…………………………………………………….159 3.6. Изготовление и ремонт пассажирских вагонов……………………….159 3.6.1.Назначение и особенности конструкций пассажирских вагонов…..159 5.6.2. Сборка кузовов пассажирских вагонов……………………………...161 5.6.3. Ремонт пассажирских вагонов……………………………………….163 Глава 4.Техника безопасности при изготовлении и ремонте ваго- нов…………………………………………………………………………….166 4.1. Общие требования безопасности при сварочных и наплавочных работах………………………………………………………………………..166 4.2.Вредные и опасные факторы при ремонте вагонов…………………...170 4.3. Требования охраны труда при ремонте вагонов……………………...171 4.4. Требования охраны труда при подъеме и опускании грузовых ваго- нов…………………………………………………………………………….173 4.5. Требования охраны труда при ремонте ходовых частей и рамы грузовых вагонов…………………………………………………………………..174 4.6. Требования охраны труда при ремонте кузовов грузовых вагонов…175 4.7. Требования охраны труда при ремонте автосцепного устройства грузо- вых вагонов…………………………………………………………………..177 Основная литература………………………………………………………...178 Дополнительная литература………………………………………………...178 Введение. Учебная дисциплина «Производство и ремонт подвижного состава» входит в состав цикла специальных дисциплин Государственного образова- 4 тельного стандарта (ГОС) по направлению подготовки «Подвижной состав железных дорог». Производство и ремонт вагонов в настоящее время – интенсивно раз- вивающаяся отрасль, в производственных процессах которой широко приме- няются самые современные технологические разработки. Вагоностроитель- ными заводами освоен выпуск вагонов очередного поколения с использова- нием принципиально новых конструкций узлов и технологических решений. В ремонте вагонов постоянного совершенствуются технологии восста- новления деталей и узлов, внедряются ресурсосберегающие технологии, ме- тоды повышения износостойкости деталей, основанные на самых современ- ных научных разработках. В учебном пособии изложены основные разделы изучения дисциплины «Производство и ремонт подвижного состава»: – теоретические основы технологий производства и ремонта подвиж- ного состава; – производство деталей и сборочных единиц; – методы диагностики технического состояния сборочных единиц и де- талей подвижного состава; – техническое состояние и ремонт колесных пар, роликовых буксовых узлов с роликовыми подшипниками, тележек, элементов упругого подвеши- вания, автосцепного устройства, кузовов подвижного состава. Защитные и декоративные покрытия подвижного состава. – виды периодичности ТО и ремонтов. Методы дифференцирования норм периодичности. Техническая документация; – износы и повреждения деталей подвижного состава, меры по их сни- жению и модернизации. Определение оптимальной периодичности ТО и ре- монта подвижного состава; – технические обслуживания и текущие ремонты всех видов, средние ремонты, капитальные ремонты, модернизация. Правила, руководства, ин- струкции, нормы допусков и износов. Технологические и нормировочные карты по техническому обслуживанию и ремонту; – методы ремонта подвижного состава: индивидуальный агрегатный. Способы расчета программы ремонтов, оптимальное число ремонтных пози- ций и запасных агрегатов; – управление технологическими процессами ремонта подвижного со- става их качеством; В результате изучения данного курса лекций студенты овладеют: знаниямиустройства и взаимодействия узлов и деталей подвижного состава; технические условия и требования, предъявляемыми к подвижному составу при выпуске после ремонта; номенклатуру, методы измерения и оценки по- казателей качества (услуг) при производстве и ремонте подвижного состава; 5 методы обеспечения качества, требования к системам качества; норматив- ные документы ОАО «РЖД» по обеспечению качества продукции при произ- водстве и ремонте подвижного состава, организацию обучения персонала стандартам качества и сертификации систем менеджмента качества на пред- приятиях по производству и ремонту подвижного состава; современными ме- тодами обнаружения неисправностей подвижного состава; методами произ- водства деталей подвижного состава. Научатся проектировать технологические процессы с использованием современных программных продуктов предприятий по производству и ре- монту подвижного состава, разрабатывать технологическую документацию; Глава 1. Теоретические основы технологий производства и ремонта ва- гонов. 1.1 История развития инфраструктуры вагонного хозяйства же- лезных дорог России История развития инфраструктуры вагонного хозяйства железных до- рог России берет свое начало в конце 19 века. Необходимость технического обслуживания и ремонта вагонов появилась в ходе эксплуатации первой Царскосельской дороги, открытие которой состоялось 11ноября 1837 г. и 6 магистрали С. –Петербург – Москва, протяженностью 650 км и шириной ко- леи 1524 мм, строительство которой началось В 1843 году. Вагоны для Пе- тербург–Московской железной дороги начал выпускать в 1846 г. единствен- ный в то время в России Петербургский Александровский завод. К 1875 году на железных дорогах России эксплуатировалось около 52000 грузовых вагонов. Более половины было построено немецкими, фран- цузскими, английскими и австрийскими заводами по различным чертежам. Крытых вагонов насчитывалось до 50 типов, платформ и полувагонов – око- ло 35 типов, причем все они отличались конструкцией частей и размерами. Такое разнообразие типов вагонов усложняло их ремонт даже в пределах одной дороги. К 1900 железнодорожная сеть России составила 44,9 тыс. км; была по- строена значительная часть Транссибирской магистрали, введён в строй ряд других линий. В ходе 1–й мировой и гражданской войн в начале 20 века было разру- шено более 60% сети, 90% локомотивного и 80% вагонного парка. Уже с 1920 г. началось восстановление вагонного парка железных до- рог, а с 1923 г. возобновилось строительство новых вагонов. С этого времени вагоностроение непрерывно развивалось, и железнодорожный транспорт оснащался все более совершенными вагонами. Значительных достижений, отечественное вагоностроение и вагоноре- монтное производство достигло в 30-х годах, когда были созданы новые че- тырехосные грузовые и пассажирские вагоны. В 1932 принято решение СНК о реконструкции железных дорог. Этим решением предусматривалось: уси- ление пути за счёт укладки более тяжёлых рельсов, широкое использование щебёночного балласта, создание мощных паровозов (ФД, ИС), большегруз- ных 4–осных вагонов, перевод подвижного состава на автоматические тор- моза и автосцепку. В 1933 –1935 гг. были пущены в эксплуатацию многие из ныне действующих вагонных депо. Вагоностроительные и вагоноремонтные предприятия оснащались новой техникой. Ручные процессы производства заменялись механизированными. Внедрялись специальное оборудование, ко- вочные и штамповочные молоты, прессы и металлорежущие станки. Колес- ные цехи заводов оснащались высокопроизводительными специальными станками по обработке вагонных осей, колес и колесных пар. В рессорно– пружинных цехах стали использоваться рессорные гибозакалочные машины и станки для изготовления вагонных пружин. При сборке широко использо- вались пневматический инструмент для выполнения клепальных работ, а также электродуговой и электроконтактный методы сварки. Во время Великой Отечественной войны европейская часть сети же- лезных дорог была полностью разрушена, потеряно 40 % вагонов и 50 % ло- комотивов. Несмотря на это, железнодорожный транспорт полностью обес- печил военные перевозки и доставку грузов на фронт. В этот период получи- ли развитие вагонные депо Урала, Сибири и Дальнего Востока. 7 В послевоенное время, завершив восстановление разрушенного хозяй- ства, МПС выступило с инициативой перспективного (на 20 лет) развития и модернизации железнодорожного транспорта. Программой предусматрива- лась дальнейшая электрификация, внедрение тепловозной тяги, автоматиза- ция и механизация производств, процессов, реконструкция вагоностроитель- ных заводов. В послевоенный период дальнейшее развитие вагоностроения и вагоноремонтного производства происходило с учетом применения электри- ческой и тепловозной тяги. Значительно изменились состав вагонного парка и конструкция вагонов. Основным типом пассажирских и грузовых вагонов стали цельнометаллические вагоны. Изменились также технологические процессы изготовления и ремонта вагонов. Технология вагоностроения в со- временных условиях базируется на применении большого числа разнообраз- ных технологических процессов (механических, электрических, электрохи- мических, акустических, химических, термических и др.) и на их комплекс- ной механизации и автоматизации. Крупные работы проведены в области механизации трудоемких работ. В этих целях были разработаны и внедрены свыше 30 тыс. электрических и гидравлических домкратов, что дало возможность полностью механизиро- вать работы по подъемке вагонов при смене колесных пар, тележек, рессор, подшипников и других деталей. Для механизации работ по транспортировке тележек, колесных пар, ав- тосцепки и других тяжелых и громоздких деталей вагонов в вагонных депо и на механизированных пунктах текущего ремонта вагонов введено в действие более 200 мостовых и козловых кранов и кранбалок подъемной силой от 2 до 10 т. Наряду с этим внедрено значительное количество оборудования, улуч- шающего технологические процессы ремонта: моечные машины, газопрессо- вые станки, электронагреватели заклепок, компрессоры большой произ- водительности. Предприятия вагонного хозяйства железных дорог оснащались совре- менными высокопроизводительными колесными и шеечными станками. Только за годы пятой пятилетки таких станков получено около 300 ед., все вагонные депо оснащены электропневматическими молотами. Широко внед- рялась в вагонном хозяйстве дефектоскопия колесных пар и других ответ- ственных деталей вагонов, электрический и пневматический инструмент. Предстоящее широкое применение тепловозной и электровозной тяги, повышение скоростей движения и весов поездов и внедрение новых типов вагонов требовало дальнейшего усиления вагоноремонтной базы. В период 1970 – 1990 гг. главное направление развития вагоноремонт- ного производства состояло в его дальнейшей индустриализации, основой которой служит система машин, обеспечивающая комплексную механиза- цию и автоматизацию технологических процессов ремонта вагонов и произ- водства запасных частей. Поточные методы организации производства по- требовали внедрения технических средств, программного управления. На 8 предприятиях начали использовать металлорежущие станки и сварочное оборудование с числовым программным управлением, создаваться промыш- ленные роботы для ремонтно–сварочных и ремонтно-сборочных процессов. Деятельность вагонного комплекса в последнее десятилетие проходила в условиях реализации Программы структурной реформы на железнодорож- ном транспорте (Утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 18 мая 2001 г. № 384. Постановлением Правительства Россий- ской Федерации от 20 декабря 2004 г. № 811 в Программу внесены суще- ственные изменения). Реформирование железнодорожного транспорта проводится в три эта- па: первый этап – 2001–2002 годы; второй этап – 2003–2005 годы; (этап был продлен до 2006 года) третий этап – 2006–2010 годы; (фактически реализация основных мероприятий третьего этапа начата в 2007 году). завершающий этап – создание холдинга «Российские железные до- роги» Инфраструктурная часть вагонного комплекса сохранена в структуре ОАО «РЖД» и органично интегрирована в единую систему инфраструктур- ного обеспечения деятельности компаний–перевозчиков, функционирующих в сфере железнодорожного транспорта. Ремонтная часть вагонного комплекса обособлена в самостоятельные вертикально – интегрированные филиалы ОАО «РЖД, вагоноремонтные компании, которые на третьем этапе реформирования выделены из структу- ры ОАО «РЖД». Тем самым были созданы условия для возникновения и раз- вития конкуренции в сфере ремонта грузовых вагонов. Это позволит: обеспечить недискриминационный доступ собственников подвижно- го состава к ремонтным мощностям; оптимизировать структуру управления вагонным хозяйством ОАО «РЖД»; создать условия для возникновения рыночного механизма ценообра- зования; повысить эффективность использования вагоноремонтных мощно- стей; создать условия для привлечения сторонних инвестиций на развитие производственных мощностей без отвлечения денежных средств от основной деятельности ОАО «РЖД»; повысить технический уровень производства и качество ремонта. Основными задачами эксплуатационной деятельности вагонного хо- зяйства компании по–прежнему остаются обеспечение бесперебойного пере- возочного процесса исправным подвижным составом независимо от форм собственности, контроль за возникновением и устранением неисправности вагона в пути следования, технический осмотр вагонов, качественная подго- товка их под погрузку с обязательным обеспечением безопасности и сохран- 9 ности парка. Для этого есть все возможности. На сети железных дорог функ- ционируют 82 эксплуатационных депо, являющихся структурными подраз- делениями дирекций инфраструктуры– филиалов ОАО «РЖД». В составе эксплуатационных депо – 239 пунктов технического обслу- живания вагонов (ПТО), 123 пункта подготовки вагонов под погрузку (ППВ). Кроме того, в комплекс технического обслуживания гру- зовых вагонов входят: – пункты опробования автотормозов на станциях смены локомотива (ПОТ); – пункты технической передачи вагонов на подъездные пути промыш- ленных и других предприятий (ПТП); – контрольные посты выявления неисправностей у вагонов на ходу по- езда (КП); – пункты текущего отцепочного ремонта вагонов (ПТОР); – промывочно-пропарочные станции (ППС). На сети – 17 основных ППС. Промывочно-пропарочная станция предназначена для комплексной под- готовки цистерн к наливу нефтепродуктов, а также их текущего ремонта. Капитальный и восстановительный для продления срока службы ре- монты всех типов грузовых вагонов осуществляют вагоноремонтные заводы, входящие в структуру ОАО «РЖД», а так же, - не входящие в ОАО «РЖД». Вагоноремонтные заводы в основном, специализируются на ремонте вагонов для удовлетворения потребностей погрузочных дорог, расположен- ных в регионе. Барнаульский ВРЗ специализируется на ремонте полувагонов для Кузбасского угольного региона. Саранский ТРЗ – на цистернах, так как находится на стыке двух нефтеналивных дорог. Канашский ВРЗ, Рославль- ский ВРЗ специализируются на ремонте грузовых вагонов в европейской ча- сти России. Вагоноремонтные заводы имеют развитую инфраструктуру, включаю- щую конструкторско-технологическую подготовку производства, позволяю- щую реализовывать инженерные задачи по освоению новых видов продук- ции, комплекс основных цехов, базу заготовительного и вспомогательного производства, включая литейные, кузнечные, механические и инструмен- тальные цеха. Ремонт вагонов производится на поточно-конвейерных линиях по типам вагонов и стадиям технологического процесса. В настоящее время, в соответствии с установленными в ОАО «РЖД» регламентами завершаются организационные мероприятия по созданию до- черних обществ на базе каждого из названных выше заводов. Технология вагоностроения и ремонта вагонов как научная дисциплина возникла впервые в СССР, а ее развитие заслуга широкого круга советских ученых И.А. Тима и А.П. Гавриленко. Дальнейшее формирование и развитие технологии машиностроения отражено в трудах Н.А. Бордачева, Ф.С. Демья- ненко, В.М. Кована, Э.А. Сателя, М.Г. Егорова и др. 10 Вопросы технологии ремонта вагонов нашли отражение в работах А.П. Бородина, М.Е. Короткевича, Е.О. Патона. |