Роботизированная линия по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов

1. Анализ и рационализация технологического процесса ремонта крышек разгрузочных люков полу вагонов

2. Основная функциональная задача применение промышленного робота (ПР)

3. Структура и планировка РТК

4. Сравнение конкурентоспособных ПР и выбор базового ПР

5. Циклограмма роботизированной линии

6. Расчет параметров линии с роликовым конвейером

7. Технико-экономическое обоснование создания РТК Заключение Список использованных источников

Введение

Значительная роль при повышении технического уровня производства отводится комплексной автоматизации и механизации производственных процессов. Ставятся задачи резкого повышения уровня комплексной автоматизации при ремонте подвижного состава.

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.

Под автоматизацией производства понимается комплексная конструкторско-технологическая задача создания новой техники, принципиально отличной от технического арсенала средств неавтоматизированного производства, обеспечивающей сокращение трудовых затрат, улучшение условий производства, повышение объема выпуска и качества.

Экономические задачи автоматизации связаны с проведением комплексного технико-экономического анализа совокупности производственных процессов и оценкой технического уровня производства, выбором на основе этого анализа объекта автоматизации, рационального варианта автоматизации и расчетом экономической эффективности.

Важной задачей автоматизации процессов изготовления вагонов является разработка и применение гибких производственных систем, позволяющих повысить уровень автоматизации, производительность технологического оборудования и осуществлять быстрый переход на производство более эффективных и прогрессивных конструкций вагонов.

Производственные процессы вагоноремонтных предприятий характеризуются необходимостью подготовки вагонов и их частей к ремонту, наличием различного рода разборочных, ремонтных, ремонтно-сборочных, монтажных и окрасочных работ, протекающих в многочисленных организационных и технологических сочетаниях.

Создание и применение промышленных роботов (ПР) позволило осуществить дальнейшее развитие автоматизации — роботизацию производственных процессов. Основная значимость роботов заключается в возможности объединения различного рода технологического оборудования в гибкие производственные системы.

Целью данной работы является роботизация линии по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов.

1. Анализ и рационализация процесса ремонта крышек разгрузочных люков полувагонов Рассмотрим один из вариантов комплексно-механизированной линии для ремонта крышек разгрузочных люков полувагонов. Оборудование и приспособления данной линии размещены в порядке технологической и последовательности операций ремонта крышек связаны между собой транспортными устройствами, работающими в едином ритме.

Эта линия включает в себя следующие механизмы и оборудование: загрузочный конвейер 1 для подачи ремонтируемых крышек к моечной машине; наклонный разгрузочный конвейер 14 для выдачи отремонтированных крышек; моечную машину 2 проходного типа; цепной технологический конвейер 6, транспортирующий крышки по позициям линии; кантователи 3, вмонтированные в отдельные секции конвейера; гидравлический пресс 4 для правки крышек люков; монорельс 5; стенд 7 для обрезки ремонтируемых крышек; стол 8 для постановки и приварки деталей; сварочные полуавтоматы, устанавливаемые в сварочных постах 9 линии; гидравлический пресс 11 для окончательной плавки, радиально-сверлильный станок, эклектрогорн 12 для нагрева заклепок и клепальная установка 13 для клепки петель крышек. Кроме этих станков и приспособлений, имеются еще другие средства механизации процесса. Отремонтированную крышку укладывают в комплектовочные тележки 15.

Загрузочный конвейер 1 состоит из металлической опорной станины, роликов и тяговой цепи, приводимой в движение электродвигателем через приводную станцию 10.

На конвейере транспортирующие ролики, расположены на равном расстоянии друг от друга; расстояние между центрами роликов принимаются так, чтобы ремонтируемое изделие всегда лежало не менее чем на двух роликах.

Технологический конвейер 6 представляет собой вертикально-замкнутую пластинчатую цепь, размещенную по оси конвейера, передвигающую крышки по направляющим боковым угольником опорной металлоконструкции, расположенной на уровне рабочих мест. Тяговый орган конвейера приводится в действие от пульта управления, оснащенного командоаппаратом. От пульта управления подается звуковой оповестительный сигнал об очередной передвижке ремонтируемых крышек по позициям механизированной линии.

Пресс 4 для правки крышек люков представляет собой четырехцилиндровый пневматический агрегат, все цилиндры которого двустороннего действия и работают параллельно и одновременно. Крышку люка укладывают на стол пресса головкой и плоскостью стола, затем поворотом ручки трехходового крана сжатый воздух впускается в цилиндры, которые передают системе траверс необходимое усилие.

Позиции ремонтно-сварочных работ оборудованы сварочными агрегатаи для ручной и полуавтоматической сварки, а также зонтами вытяжной вентиляции и заградительными щитами, ограждающими окружающее пространство от действия электросварочной дуги. На позиции, где производится приклепка петель к крышкам, установлены сверлильный станок, пневматическая клепальная скоба, консольный кран и поворотный рольганг, обеспечивающий изменение положении ремонтируемых крышек.

В окрасочно-сушильной камере имеется свой подвесной конвейер. По монорельсу непрерывно перемещаются подвешенные на бесконечной цепи крышки со скоростью 0,8−0,6 м/мин. В окрасочно-сушильной камере установлены краскораспылители чашечного типа и механизм с пневматическим приводом для придания краскораспылителям колебательных движений. В целях безопасности двери камеры блокированы, включение установки возможно только при закрытых дверях. В терморадиационной осушительной камере установлены трубчатые элементы, поддерживающие температуру воздуха в рабочей зоне камеры в пределах 90−110⁰С и обеспечивающие сушку крышки люка в течение 10−12 мин.

Окрасочная камера оборудована естественной вытяжной вентиляцией, а сушильная камера — принудительной приточно-вытяжной вентиляцией с рециркуляцией воздуха. В проемах при поступлении и выходе крышек люков устроены воздушные тепловые завесы.

2. Основная функциональная задача применения промышленного робота Основная функциональная задача применения промышленного робота (ПР) в технологическом процессе роботизированной линии по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов заключается во взятии крышки ПР с загрузочного конвейера и установки ее в моечную машину.

3. Структура и планировка робототехнического комплекса Промышленный робот в комплексе с одной единицей основного технологического оборудования образует роботизированную позицию. Робот в комплексе с несколькими единицами основного технологического оборудования образует роботизированный участок. Разработка рациональной структуры и планировки робототехнического комплекса имеет свою специфику, по сравнению с разработкой планировки рабочего места человека.

Для человека, в зависимости от технических условий и стенами механизации производственных процессов, проектирование рабочего места производится с учетом антропометрических показателей. Размеры активных зон и оборудования зависит от досягаемости рук при определенной рабочей зоне.

Как правило, промышленный робот по своим программируемым перемещениям и габаритам превосходит зону, занимаемую человеком. Это обусловлено тем, что размещение промышленного робота в робототехническом комплексе должно предусматривать обслуживание робота наладчиком, демонтажа и монтажа робота, наличие зоны для естественного охлаждения.

Самые разнообразные робототехнические комплексы создают в механических цехах. Схемы робототехнических комплексов включают следующие группы оборудования: транспортное оборудование, основное технологическое оборудование, промышленный робот, оборудование системы контроля, системы управлении. Планировка робототехнического комплекса должна предусматривать наличие свободных зон подхода к оборудованию.

Структура РТК по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов.

Загрузочный конвейер (ЗК) — > Моечная машина (ММ) — > Технологический конвейер (ТК) — > Кантователи (К) — > Гидравлический пресс (ГП1) — > Монорельс (М) — > Стенд для обрезки крышек (СО) — > Стол для постановки и приварки деталей (СПП) — > Гидравлический пресс (ГП2) — > Сварочный пост (СП) — > Электрогорн (ЭГ) — > Клепальная установка (КУ) — > Разгрузочный конвейер (РК) — > Комплектовочная тележка (КТ).

Рисунок 1 — Схема РТК по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов.

4. Сравнение конкурентоспособных промышленных роботов и выбор базового ПР Перечень конкурентоспособных роботов определяется их назначение с учетом выполнения ограничения:

где QL — необходимая грузоподъемность, QL=60 кг;

Q — масса объекта манипулирования, Q=48 кг.

Запас грузоподъемности необходим для надежной работы ПР, а также для реализации возможности замены объекта манипулирования. При отсутствии ПР, удовлетворяющий запас по грузоподъмности увеличивают свыше 10.

Необходимая грузоподъемность базовой модели «Универсал-60» находится в пределах:

что удовлетворяет условию.

Таблица 1 — Возможные конкуренты выбранному роботу.

Принимаем модель ПР «Универсал-60».

5. Циклограмма роботизированного участка

6. Расчет параметров линии с роликовым конвейером Скорость приводного роликового конвейера определяется так:

Где Lтр — длина конвейера, м;

Пк — производительность механизированной линии, шт/ч.

Продолжительность движения изделия по конвейеру:

Интервал времени между изделиями при равномерном поступлении их на конвейер:

Где Nu — количество изделий пропускаемых конвейером в час, шт.

7. Технико-экономическое обоснование создания РТК Производительность линии по ремонту разгрузочных крышек люков полувагонов увеличивается за счет замены двух рабочих мест промышленными роботами, выполняющих такие же операции (установка крышек в моечную машину). В результате установки ПР на линию увеличивается объем ремонта, который также необходимо согласовывать с другими ремонтными позициями.

Экономический анализ процесса внедрения новой техники (в данном случае, промышленного робота) делится на три этапа:

1. — с момента принятия решения о разработке элементов новой техники и оканчивая освоением и пуском в эксплуатацию (этот этап содержит выбор, проектирование, изготовление, приобретение, монтаж, наладку и пуск объектов новой техники);

2. — с начала эксплуатации элемента новой техники, т. е. когда новая техника начинает давать экономический эффект, и до момента, когда все расходы на внедрение новой техники будут возмещены за счет полученной экономии. Продолжительность этого этапа равна окупаемости затрат на новую технику;

3. — с момента, когда все затраты на внедрение новой техники полностью окупились и до конца периода эксплуатации (до списания с баланса предприятия).

Также при оценке экономической эффективности от внедрения новой техники необходимо учитывать фактор времени, особенно если производятся существенные изменения в организации и автоматизации ремонтного производства.

Заключение

В работе спроектирована роботизированная линия по ремонту крышек разгрузочных люков полувагонов, приведена РТК, проведено сравнение конкурентно-способных моделей ПР и осуществлен выбор базового промышленного робота, составлена циклограмма технологического процесса ремонта, выполнен расчет роликового конвейера, а также, приводится технико-экономическое обоснование создания данного РТК.

Список использованных источников

1. М. М. Болотин, Л. Л. Осиновский. Автоматизация производственных процессов при изготовлении и ремонте вагонов: Учебник для ВУЗов ж.-д. Тр. — М.: Транспорт, 1989. — 206 с.

2. А. М. Ножевников. Поточно-конвейерные линии ремонта вагонов. — М.: — Транспорт, 1980. — 136 с.

3. А. В. Охотников, В. В. Шаповалов. Применение робототехники для автоматизации производственных процессов (Справочный материал в 3-х частях). — Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1984.