Учебное пособие по ПРПС. Теоретические основы технологий производства и ремонта ва гонов История развития инфраструктуры вагонного хозяйства железных дорог России
 Скачать 5.12 Mb.
|
|
1.2. Объект вагоностроительного и вагоноремонтного производства. 1.2.1. Технология вагоностроения и ремонта вагонов отрасль науки. Технология вагоностроения и ремонта вагонов тесно связана с кон- струкцией вагонов. Выбор целесообразного технологического процесса изго- товления и ремонта детали или сборки зависит от их конструктивных осо- бенностей. Конструкция вагона его технологичность определяет возмож- ность расчленения его на самостоятельные сборочные узлы, что способству- ет применению более прогрессивных форм организации и технологических способов их изготовления и ремонта. При построении технологического процесса изготовления и ремонта даже простой детали перед технологом возникает ряд задач. К таким задачам относятся: выбор метода выполнения заготовки, выбор варианта восстанов- ления, варианта механической обработки, подбор оборудования и приспо- соблений, определение размеров обрабатываемой заготовки и восстанавлива- емой детали, а также режимов обработки на всех стадиях производства. Сборка вагонов и узлов также может осуществляться различными способами: путем индивидуальной пригонки, путем сборки без индивидуальной пригон- ки и подбора путем полной взаимозаменяемости. Таким образом, построение процесса сборки также связано с решением ряда технологических задач и может быть выполнено в ряде вариантов технологического процесса. Как решать эти задачи в зависимости от конструкции вагона, предъяв- ляемых к нему технических требований и заданной производственной про- граммы учит технология вагоностроения и ремонта вагонов. Анализируя изложенное можно отметить, что технология вагонострое- ния и ремонта это отрасль науки, занимающаяся изучением закономерностей, действующих в процессе изготовления и ремонта вагонов, с целью использо- вания этих закономерностей для обеспечения требуемого качества вагонов при наименьшей себестоимости. В этой дисциплине излагаются теория по- строения и методы расчета технологических процессов, а также технологи- ческие требования, предъявляемые к конструктивному оформлению машин и их элементов. В отличие от технологии материалов в нашем курсе не рассматривает- ся сущность технологических методов, а дается их сравнительная характери- стика в целях выбора и целесообразности применения при построении тех- нологических процессов для конкретных условий производства. Основными задача технологии вагоностроения и ремонта вагонов яв- ляются: – снижение трудоемкости при изготовлении и ремонте; 11 – уменьшение веса тары при изготовлении¸ модернизации и ремонте путем применения современных достижений в области литейного производ- ства, широкого применения штамповки и других прогрессивных методов по- лучения заготовок, сокращающих объем механической обработки деталей вагонов; – применение технологических способов в целях повышения надежно- сти и долговечности деталей; – применение при изготовлении и ремонте комплексной механизации и автоматизации технологических процессов: – применение нормализации, стандартизации, унификации и взаимоза- меняемости. 1.2.2.Сборочные элементы вагона Современный вагон, как объект производства представляет собой сложное изделие, состоящее из большого количества элементов изготавлива- емых из различных материалов с использованием разнообразных технологи- ческих методов. При проектировании вагона, как и любого изделия машиностроитель- ного предприятия, для обеспечения возможности изготовления и упрощения процесса разработки конструкторской документации вагон расчленяют на составные части. Конструкции вагонов в большинстве случаев расчленяют на детали и сборочные единицы. Изделие – предмет производства, подлежащий изготовлению на пред- приятии. Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Например: лист об- шивки, стойка боковой стены, ось колесной пары и др. К деталям относятся также некоторые сварные изделия, например: обечайка запасного резервуара, фланец, изготовленный из полосы способом гибки ее на ребро с последую- щей заваркой стыка и изделия из композиционных материалов с заформо- ванной арматурой (тормозные колодки). Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат со- единению между собой при сборочных операциях. Состав сборочной едини- цы в рабочей конструкторской документации определяется специальным до- кументом – спецификацией. Расчленение конструкции вагона на составные части обычно производят по технологическому принципу, при котором появ- ляется возможность изготовить сборочную единицу обособлено от других элементов. Характерным примером сборочных единиц пассажирского вагона являются: кузов, тележки, пневматическая тормозная система, системы отоп- ления и др. Сборочные единицы, которые непосредственно входят в состав вагона, принято называть сборочными единицами первого порядка. Сборочная еди- ница первого порядка может состоять из деталей и сборочных единиц второ- 12 го порядка и т.д. Исходная сборочная единица наиболее низшего порядка должна включать только детали. В рассмотренном примере кузов вагона является сборочной единицей первого порядка, рама, входящая в состав кузова, единицей второго порядка, хребтовая балка рамы – сборочной единицей третьего порядка. Швеллер хребтовой балки, полученный путем стыковки трех профилей, является ис- ходной сборочной единицей. Технологический узел – составная часть вагона, которую можно изгото- вить обособленно при помощи сборочных операций. Технологические узлы обычно организуют на базе сборочных единиц, выделенных по технологиче- скому признаку, включая в них элементы функциональных сборочных еди- ниц. Состав технологического узла определяется специальным технологиче- ским документом спецификацией. Сборку, объектом которой является тех- нологический узел, называют узловой сборкой, а сборку, объектом которой является вагон в целом, общей сборкой. Характерными технологическими узлами, поступающими на общую сборку грузового вагона, являются: тележки, рама, боковые и торцевые сте- ны, крыша. Эти технологические узлы, в свою очередь, изготовляют из тех- нологических узлов низшего порядка. 1.2.3. Производственный и технологический процесс Совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий производ- ства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых предприя- тием изделий, составляет производственный процесс. Основные процессы – процессы изготовления или ремонта изделий, со- ставляющих программу выпуска. Совокупность основных процессов образу- ет основное производство. Вспомогательные процессы служат для изготовления продукции, кото- рая потребляется самим предприятием в основном производстве (инструмен- та, штампов, нестандартного оборудования), выработка сжатого воздуха, электроэнергии. Совокупность вспомогательных процессов образуют вспо- могательное производство. К обслуживающим процессам можно отнести процессы, связанные с оказанием различных услуг основному и вспомогательному производствам. Это, прежде всего транспортирование, складирование, хранение и выдача материалов, контроль точности инструментов, приборов и др. Часть производственного процесса, которая содержит целенаправ- ленные действия по изменению или определению состояния предмета труда, называют технологическим процессом. По последовательности выполнения и видам работ различают техноло- гические процессы: изготовления заготовок (отливок, поковок, штамповок и др.); процессы обработки (механической, термической, электрохимической и 13 др.); процессы сборки, сварки, отделки, контроля, испытаний. Технологиче- ские процессы выполняются на рабочих местах при помощи технологическо- го оборудования и оснастки. Рабочее место – это часть производственной площади, на которой размещены исполнители работ и обслуживаемая им единица технологиче- ского оборудования. Технологическое оборудование – это средства технологического осна- щения, в которых для выполнения какой-либо части технологического про- цесса размещают материалы, заготовки или детали, а также средства воздействия на них (например, формовочные и литейные машины, прессы, станки, сборочные стенды и др.). Технологическая оснастка – это средства технологического оснащения, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения технологи- ческого процесса (например, опоки, инструменты, различные приспособле- ния и др.). Основной структурной составляющей технологического процесса яв- ляется операция. Технологическая операция – законченная часть технологического про- цесса, выполняемая на одном рабочем месте. На одном рабочем месте может выполняться несколько операций. Обязательным признаком перехода к дру- гой операции является изменение вида работ. Технологической операции присваивается номер, наименование и содержание. Технологической опера- ции присваивается определенный номер (5,10,15). Для наименования опера- ций используют ключевые слова, установленные государственными или от- раслевыми стандартами, например: токарная, фрезерная, сверлильная и др. В содержании операции раскрывается суть выполняемых работ, выражаемых глаголом в неопределенной форме, например: точить корпус буксы согласно эскизу, собрать раму вагона согласно чертежу. 1.2.4. Общие понятия технологичности конструкции. Совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособлен- ность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ, характеризует технологичность конструкции. Отработка конструкции вагона на технологичность включает работы, направленные на достижение заданного уровня технологичности. Основной целью отработки конструкции вагона на технологичность является повыше- ние производительности труда, снижение трудоемкости и материалоемкости, энергоемкости и себестоимости, ограничение номенклатуры применяемых материалов, максимальное использование стандартных и унифицированных деталей и элементов при условии обеспечения заданного качества. Кроме то- го при отработке конструкции на технологичность необходимо учитывать: – возможность применения прогрессивных методов получения загото- вок, способов обработки, сборки, контроля и испытания; 14 – необходимость максимального использования типовых и групповых технологических процессов; – степень унификации размерных рядов, предельных отклонений раз- меров, формы и расположения поверхностей и средств их контроля; – возможность обеспечения требований техники безопасности при из- готовлении и эксплуатации; – транспортабельность составных частей и др. Оценка технологичности конструкции вновь разработанного или усо- вершенствованного вагона может быть качественной и количественной. Ка- чественную оценку дает проектирующая организация при сравнении вариан- тов конструкции вагонов на основе инженерного опыта. Для количественной оценки технологичности используют систему по- казателей, включающую базовые показатели и показатели, достигнутые в ре- зультате проектирования вагона. Для конструкций вагонов в качестве основных показателей техноло- гичности установлены: Уровень технологичности по трудоемкости К у.т =Тд / Тб, Где: Тд – достигнутая трудоемкость изготовления изделия; Тб – показатель базовой трудоемкости. Удельная трудоемкость сварочных работ мсв = Тсв / Мсв, где: Тсв – суммарная трудоемкость сварочных работ Мсв – масса сварной конструкции. Удельная металлоемкость изделия Км = Ми / Р, где: Ми – общая масса металлоконструкции изделия; Р – один из основных параметров вагона (грузоподъемность, пассажи- ровместимость). 1.2.5. Технико-экономические принципы проектирования. Техническое нормирование – установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов (рабочего времени, сырья, матери- алов, инструмента и т.д.). На основе технических норм по отдельным опера- циям определяют необходимое количество оборудования и рабочих по про- фессиям, а также производственную мощность цехов и планируют производ- ство. Норма времени – регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним или не- сколькими исполнителями соответствующей квалификации. 15 Норма времени на выполнение операции по обработке одной заготовки или по сборке одной сборочной единицы называется нормой штучного вре- мени. Основное (технологическое) время – это время, затрачиваемое на непосредственное изменение размеров, формы и свойств обрабатываемой за- готовки, или время, затрачиваемое на соединение деталей при сборке. Вспомогательное время – это время, затрачиваемое на различные дей- ствия, обеспечивающее выполнение элементов роботы, относящихся к ос- новному времени. Время технического обслуживания – это время, затрачиваемое рабочим на смену инструмента, на регулирование под наладку станка и другие дей- ствия, связанные с уходом за рабочим местом при выполнении заданной ра- боты. Время организационного обслуживания – это время, затрачиваемое на уход за рабочим местом в течение рабочей смены, а именно: на смазку меха- низмов, раскладку и уборку инструмента, осмотр и опробование станка, уборку рабочего места. Тарификация технологических процессов – это установление вида про- фессии рабочих и требований к их квалификации. Профессия и квалифика- ция рабочих принимают на основе Единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий. 1.2.6. Особенности технологических процессов производства и ре- монта вагонов. При проектировании технологических процессов общую схему изго- товления грузового вагона можно представить в виде последовательности технологических процессов: – изготовление деталей или заготовок в заготовительных цехах (ли- тейных, кузнечных, холодно прессовых); – обработки заготовок резанием до получения деталей в механообраба- тывающих цехах; – термической, термохимической и других видов обработки в термиче- ских цехах; – нанесение покрытий (гальванических, полимерных и др.) на детали; –сборки технологических узлов низших порядков; –сборка технологических узлов высших порядков; – общей сборки вагона; – окраски и внутренней отделки вагона; – испытаний и сдача вагона представителям заказчика. Пассажирские и изотермические вагоны до сборки имеют те же этапы, отличия начинаются на этапе с необходимостью окраски металлического ку- зова внутри перед производством работ по шумо, гидро, и теплоизоляции ку- зова, монтажу полов и внутреннего оборудования. 16 Схема ремонта вагона в общем случае включает следующие техноло- гические процессы: приемки и подготовки вагона к ремонту; дефектации ва- гона в целом; разборки и дефектации деталей и сборочных единиц; ремонта и восстановления деталей и сборочных единиц; сборка и отделка вагона. Разработка любого технологического процесса является комплексной задачей, для решения которой в конкретных условиях производства нужно найти оптимальный вариант процесса изготовления или ремонта заданного изделия. Оптимальным является такой вариант процесса, который обеспечи- вает выполнение всех требований конструкторской документации на данное изделие при наименьших производственных затратах. Для разработки технологического процесса изготовления технологиче- ского узла вагона необходимы следующие исходные данные: чертежи базо- вой сборочной единицы, ее основных деталей и сборочных единиц низших порядков; спецификация сборочной единицы; технические условия на при- емку и испытания сборочной единицы; годовой план выпуска; технические данные сварочной аппаратуры и сборочно-сварочной оснастки; технические данные подъемно-транспортного оборудования. При разработке технологического процесса необходимо установить тип производства. Различают три основных типа производства: единичное, се- рийное и массовое. В основу разработки технологических процессов изготовления и ре- монта вагонов должны быть положены два принципа – технический и эконо- мический. Технический и экономический принципы проектирования технологи- ческих процессов всегда находятся в диалектическом противоречии. Разре- шение этого противоречия достигается за счет компромисса и решения задач оптимизации технологических процессов. Технический принцип должен со- блюдаться всегда. Поэтому компромисс возможен только между затратами труда (производительностью) и издержками производства. При равной про- изводительности сопоставляемых вариантов технологических процессов вы- бирают процесс, обеспечивающий минимум затрат. При равный затратах вы- бирают наиболее производительный технологический процесс. Любой технологический процесс может существовать в двух формах: в виде совокупности определенных действий людей и технологического обо- рудования и в виде комплекта документов, определяющих эти действия. Технологический процесс, как комплект документов записывают на специальных бланках. Правила оформления технологической документации установлены стандартами Единой системы технологической документации (ЕСТД), согласно которым документы подразделяют на виды и выполняют строго по определенной форме. К технологическим документам относятся графические и текстовые документы, которые отдельно или в совокупности определяют технологический процесс изготовления изделия и содержат не- обходимые данные для организации производства. К графическим докумен- там относят карты эскизов, а к текстовым – маршрутную и комплектовоч- 17 ную карты, карты технологического процесса, операционную карту, ведо- мость оснастки и др. В основе системы автоматического проектирования технологических процессов лежит три основных принципа. САПР ТП – это человеко-машинная система, в которой имеется ин- формационно- вычислительный комплекс. Процесс технологического проек- тирования организован в ней таким образом, чтобы повысить отдачу ум- ственного труда человека и стимулировать его творческую активность. САПР ТП – это открытая развивающая система. Развитие касается всех частей системы (технической, информационной, программной), так как воз- можно появлений новых более современных технологических методов, ма- тематических моделей, программ и др. САПР ТП состоит из совокупности информационно согласованных подсистем, с помощью которых можно получить законченные решения. В процессе проектирования идет обмен информацией, отдельные блоки вычис- лительной системы функционируют в строго определенной последователь- ности и только при наличии информации от решения задачи на предыдущих шагах проектирования. Принятие окончательного решения из множества ва- риантов остается за человеком. |