Ремонта тележек пассажирских вагонов
Проектирование роботизированной линии
По ремонту коллекторов воздушной коммуникации цистерн
Курсовая работа
по дисциплине:
«Системы автоматизации производства и ремонта вагонов»
Работа защищена __________________ с оценкой __________________________
Выполнил студент
группы МВС-4-659 Маргарян Н.Д.
Руководитель работы
к.т.н., доц. Соломин А.В.
Реферат
Работа содержит пояснительную записку 20 с., 5 табл., 1 рис.,
3 исп. ист., 2 чертежей графического материала
УЧАСТОК ПО РЕМОНТУ коллекторов воздушной коммуникации, АНАЛИЗ И РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ТЕХПРОЦЕССА УЧАСТКА, ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, СТРУКТУРА РОБОТИЗИРОВАННОГО УЧАСТКА, ЦИКЛОГРАММА РАБОТЫ УЧАСТКА, ПРИВОД ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОДЪЕМНИКА ТЕЛЕЖКИ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
В работе спроектирован роботизированный участок по ремонту тележек пассажирских вагонов, приведена схема РТК, проведено сравнение конкурентно-способных моделей ПР и осуществлен выбор базового промышленного робота в цилиндрических координатах, составлена циклограмма технологического процесса ремонта, рассчитан электромагнитный привод подъемника, выполнено технико-экономическое обоснование создания роботизированного участка.
Содержание
Введение …………………………………….....………………………..……5
Анализ и рационализация технологического процесса ремонта
тележек пассажирских вагонов ……………………………………………..6
Основная функциональная задача применения промышленного
робота (ПР) ……………………….………………………..………….……7
3 Структура и планировка РТК …………………………..………….….…..8
4 Сравнение конкурентоспособных ПР и выбор базового робота….……..9
5 Циклограмма роботизированной линии ……………………….………...10
6 Расчет электромагнитного привода…………………………………...…..11
7 Технико-экономическое обоснование создания РТК ……………….….13
Заключение ………………………………………………………..…….…..19
Список использованных источников ………………………..……….……20
Введение
Острая потребность разработки и внедрения средств автоматизации, особенно при ремонте и техническом обслуживании вагонов, обусловлена сравнительно высоким еще уровнем ручного труда и необходимостью повышения производительности труда.
Автоматические манипуляторы с программным управлением - промышленные роботы (ПР) - новое универсальное средство комплексной автоматизации производственных процессов ремонта и сборки вагонов, отличающее способностью к быстрой переналадке последовательности, скорости и содержания манипуляционных действий.
За счет возможности быстрой переналадки промышленные роботы обеспечивают наибольший эффект в условиях частой смены объектов производства, а также при автоматизации ручного низко квалифицированного труда. Применение промышленных роботов в массовом производстве позволяет в короткие сроки комплектовать средствами автоматизации автоматические линии различного назначения.
Комплексное применение промышленных роботов позволяет повысить производительность труда в среднем в 1,5...2 раза, работу оборудования в 1,5...1,8 раз, а также существенно улучшить ритмичность и общую культуру производства.
Использование ПР открывает перспективы создания принципиально новых технологических процессов, не связанных с ограничениями налагаемыми непосредственно участием человека.
В работе рассматривается поточно-конвейерная линия ремонта коллекторов воздушной коммуникации.
1 Анализ и рационализация технологического процесса
ремонта тележек пассажирских вагонов
Линия представляет собой сочетание в технологической последовательности ряда станков, агрегатов и стендов, соединенных между собой транспортным устройством. Коллекторы воздушной коммуникации, демонтированные с цистерн для перевозки цемента, из вагоносборочного участка на электрокаре 1 транспортируются в отделении ремонта и кран-балкой 5 устанавливают на стенд 3 или складируются на стеллаж 2. На стенде 3 коллектор разбирают, обдувают сжатым воздухом из шланга, соединенным с колонкой 10 сжатого воздуха. Разборку производят при помощи приспособлений, для хранения которых имеется специальный шкаф 4. Демонтированную арматуру коллектора передают в отделение для ремонта.
Осматривают основание коллектора, резьбу в местах присоединения кранов и другой арматуры проверяют калибрами. Осматриваются сварные швы на коллекторе. После этого коллектор собирают. Собранный коллектор кран-балкой переставляют на приспособление 11 для испытания и проверки на герметичность. Необходимые запасные части и материалы для ремонта коллектора размещаются на стеллажах 7 и 8.
Для хранения измерительного инструмента предусмотрен шкаф 6. Коллектор воздушной коммуникации после проверки качества ремонта на приспособлении 11 кран-балкой устанавливают на стеллаж 12 для отремонтированных деталей. В вагоносборочный участок для установки на цистерну коллектор транспортируется электрокарой. Для оформления и хранения технической и ремонтной документации имеется стол 9.
Роботизируем данную линию путем установки промышленного робота на 2-ую и 7-ю ремонтные позиции.
2 Основная функциональная задача применения промышленного робота
Основная функциональная задача применения промышленного робота в технологическом процессе механизированной линии по ремонту тележек пассажирских вагонов заключается в сортировки и складировании коллектора воздушных коммуникаций.
3 Структура и планировка робототехнического комплекса
Структура и планировка робототехнического комплекса по ремонту коллекторов воздушных коммуникаций цистерн представлена рисунке 1.
1 - электрокара; 2 - моечная машина; 3 - стенд для ремонта;
4 - шкаф приспособлений для разборки; 5 - кран-балка;
6 - шкаф для хранения измерительного инструмента;
7, 8 - стеллажи для необходимых запасных частей и материалов;
9 – стол документации; 10 – колонка сжатого воздуха;
11 –приспособление для испытания и проверки на герметичность;
12 – стеллаж отремонтированных деталей;
ПР - промышленные робот в цилиндрических координатах
Рисунок 1 - Схема роботизированной поточно-конвейерной линии
по ремонту коллекторов воздушной коммуникации
4 Сравнение конкурентоспособных промышленных роботов и выбор
Базового ПР
Перечень конкурентоспособных роботов определяется их назначением с учетом выполнения ограничения (таблица 1)
1,25 Q £ Q1 £ 10 Q,
где Q1 – необходимая грузоподъемность модели, Q1 = 25 кг;
Q - масса объекта манипулирования, Q = 20 кг.
Запас грузоподъемности (1,25…10)Q необходим для надежной работы ПР, а также для реализации возможности замены объекта манипулирования. При отсутствии ПР, удовлетворяющий запас по грузоподъемности увеличивают свыше 10.
Необходимая грузоподъемность базовой модели ПР находится в пределах
20 £ 25 £ 70,
что удовлетворяет условию.
Таблица 1 - Возможные конкуренты выбранному роботу
№ п/п | Наименование модели ПР | Технические характеристики | ||||
Грузоподъемность,кг | Число степеней свободы | Тип привода | Масса, кг | Страна изготовитель | ||
В цилиндрических координатах | Электрический | Россия | ||||
Универсал-60 | Электрический | Россия | ||||
Универсал-15 | Электрический | Россия |
За базовую принимаем модель ПР «В цилиндрических координатах».
5 Циклограмма роботизированной линии по ремонту коллекторов воздушной коммуникации
Циклограмму роботизированной линии по ремонту коллекторов воздушной коммуникации сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Циклограмма технологического процесса
Перечень оборудования | Время операции, мин | Обоз- начение | Время, мин 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 | |||||||||||
Электрокара | 0,5 | |||||||||||||
Кран-балка | 0,5 | |||||||||||||
Стенд для ремонта | ||||||||||||||
Промышленный робот | 0,5 | ПР | ||||||||||||
Колонка сжатого воздуха | ||||||||||||||
Стенд для ремонта | ||||||||||||||
Кран-балка | 0,5 | |||||||||||||
Приспособление для испытания и проверки на герметичность | ||||||||||||||
Стеллаж запасных частей | 0,25 | 7,8 | ||||||||||||
Кран-балка | 0,5 | |||||||||||||
Стеллаж для отремонтированных деталей | 0,5 |
6 Расчет электромагнитного привода подъемника
Электромагниты постоянного и переменного тока нашли широкое применение для осуществления быстрых прямолинейных перемещений элементов гидро- и пневмооборудования, муфт, подъема задвижек, защелок, клапанов, толкателей и т. д.
Схема электромагнитного привода показана на рисунке 2.
D, lК – соответственно диаметр и длина катушки;
d, δВ – соответственно диаметр и длина воздушного зазора
РМ – тяговое усилие электромагнита
Рисунок 2 – Схема электромагнитного привода
Основным преимуществом электромагнитных приводов является их быстродействие (длительность срабатывания электромагнитов составляет 0,02…0,1 с).
Для расчета параметров электромагнитов задаются (см. таблицу исходных данных):
- диаметром D и длиной lК катушки;
- диаметром d и длиной δВ воздушного зазора;
- диаметром медной проволоки (dП = 0,08…7,0 мм).
Методика расчета:
1) определяется число витков по формуле
.
wв=328,7
2) вычисляется сопротивление
,
R=178,3
где ρM – удельное сопротивление медной проволоки, ρM= 0,0175
3) тяговое усилие электромагнита
,
где u – напряжение питания электромагнита, В;
μ0 – магнитная проницаемость воздушного зазора Г/м (Г – «гради-ент»);
SВ – сечение воздушного зазора, рассчитывается по формуле
, м2,
РТ – технологическое усилие, которое должен преодолеть электромагнит.
PM=0,056≥PТ
![]() |
7 Технико-экономическое обоснование созданияробототехнический комплекс
7.1 Общие сведения
Наилучшим, с экономической точки зрения является вариант, обеспечивающий минимум приведенных затрат, т.е.
Зпр = С + Ен × Кп.ф.® min,
где С – полная себестоимость одного ремонта, тыс. руб./шт.;
Кп.ф. - удельные капитальные вложения, приходящиеся на единицу ремонта, тыс. руб./шт./год.
Модернизация линии (участка, отделения) изменяет следующие основные характеристики производства:
1) объем производства;
2) текущие затраты;
3) размер созданного и функционирующего имущества (основных производственных фондов и нематериальных активов);
4) длительность производственного цикла.
Сопоставление вариантов (до и после дооснащения) проводится на основе следующих технико-экономических показателей, представленных в таблице 3.
Таблица 3 - Исходные данные
Показатели | Единицы измерения | Величина до модернизации | Величина после модернизации |
1 Годовая программа ремонта, N | шт. | ||
2 Стоимость расхода материала на единицу измерителя | тыс. руб. | ||
3 Количество единиц основного оборудования | ед. | ||
4 Стоимость единицы основного оборудования | тыс. руб. |
7.2 Определение величины амортизационных отчислений
По элементу «амортизация» отражается сумма амортизации основных средств и нематериальных активов, начисляемой в соответствии с Положением по бухгалтерскому учету «Учет основных средств» ПБУ 6/01, утвержденным приказам Минфина России от 30 марта 2001 г. № 26н, Положением по бухгалтерскому учету «Учет немариальных активов» ПБУ 14/2000, утвержденным приказам Минфина России от 16 октября 2000 г. № 91н.
Величина амортизационных отчислений определяется на основании остаточной стоимости основных средств (производственных зданий, основного технологического оборудования, инвентаря, инструмента).