ЦЕХ ДЛЯ РЕМОНТА ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к вагоноремонтному производству, а именно к ремонту тележек грузовых вагонов железнодорожного подвижного состава.
Ближайшим аналогом к заявляемому техническому решению является цех для ремонта тележек грузовых вагонов, включающий мостовой кран для снятия каркаса тележки с колесных пар, моечную машину, конвейер для транспортировки тележки по технологическим позициям ремонта, установку дефектоскопирования, оборудование для наплавки и механической обработки ремонтируемых узлов (Технология производств и ремонта вагонов, под. ред. К.В.Мотовилова. М.: Маршрут, 2003. С.261-263). Известный цех позволяет реализовать поточный метод ремонта грузовых вагонов, содержащий следующие операции:
1. Подача тележек на путь приема тележек в ремонт.
2. Снятие каркаса тележки с колесных пар.
3. Выкатка колесных пар в колесно-роликовый цех.
4. Установка тележки на конвейер (поточно-конвейерную линию.
5. Предварительная разборка (снятие шкворня, рессорного комплекта пружин и фрикционных клиньев и др.).
6. Мойка тележки.
7. Разборка и снятие триангелей.
8. Дефектоскопирование тележки.
9. Наплавка и последующая механическая обработка боковых рам и надрессорных балок со сверхдопустимыми износами.
10. Транспортировка боковых рам и надрессорных балок на позицию сборки.
11. Сборка тележки (установка надрессорной балки, боковых рам, триангелей, рессорного комплекта пружин и др.).
12. Установка каркаса тележки на колесные пары.
Недостатками известного цеха для ремонта тележек являются отсутствие средств автоматизации процесса ремонта, в частности, средств автоматизированного управления работой оборудования, установленного на технологических участках ремонта, средств контроля нахождения тележки на соответствующем технологическом участке, средств контроля положения конвейера, устройств идентификации ремонтируемых деталей и узлов и операторов, выполняющих работы на конкретных технологических позициях, и, как следствие - автоматизированных систем контроля и управления за ходом выполнения процесса ремонта и качества выполняемых работ. Отсутствие автоматизации увеличивает долю ручного труда, снижает производительность и качество ремонта, не позволяет осуществлять в режиме реального времени эффективный контроль и управление за ходом выполнения ремонта и качеством произведенных технологических операций со стороны персонала различного уровня.
К недостаткам известного цеха также относится отсутствие средств высокоточного измерения геометрических параметров тележки и ее важнейших функциональных узлов - комплекта пружин рессорного подвешивания и триангелей. Отсутствие этих операций может привести к установке на тележку узлов с параметрами, отличающимися от требуемых (номинальных), что обуславливает снижение эксплуатационных характеристик тележки и, в конечном итоге - снижение безопасности движения подвижного состава.
Задача, решаемая полезной моделью - уменьшение доли ручного труда, повышение производительности и качества ремонта, обеспечение эффективного контроля и управления выполнения и качества ремонта.
Указанная задача решается тем, что в цехе для ремонта тележек грузовых вагонов, содержащем технологические участки ремонта, на которых размещены средства для снятия каркаса тележки с колесных пар, моечная машина, установка дефектоскопирования, оборудование для наплавки и механической обработки ремонтируемых узлов, конвейер для транспортировки тележки, участки ремонта дополнительно содержат средства дозированной подачи тележек на участок снятия каркаса тележки с колесных пар; бесконтактные оптические средства для измерения геометрических параметров тележки, бесконтактные оптические средства для измерения геометрических параметров триангелей и средства для транспортировки годных триангелей в зону сборки тележки; бесконтактные оптические средства для измерения геометрических параметров комплекта пружин рессорного подвешивания с последующей сортировкой пружин на годные и негодные и транспортировкой годных пружин в зону сборки тележки; на технологических участках ремонта установлены датчики контроля положения конвейера, тележки и рабочих органов оборудования и средств измерения и информационно-управляющие устройства, предназначенные для управления рабочими органами оборудования и средств измерения и перемещением конвейера, при этом информационно-управляющие устройства связаны с упомянутыми датчиками и подсоединены к центральному пульту автоматизированной системы управления и центральному пульту автоматизированной системы соблюдения контроля технологической дисциплины, а технологические участки, находящиеся в зоне перемещения конвейера, снабжены средствами звуковой и световой сигнализации, подсоединенными к информационно-управляющим устройствам.
Информационно-управляющее устройство включает подсистему, содержащую транспондер, радиоэлектронный считыватель (ридер) и личную радиокарту оператора.
Полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг.1 схематически изображен заявляемый цех для ремонта тележек грузовых вагонов, на фиг.2 показано устройство подсистемы, связанной с центральным пультом автоматизированной системы контроля соблюдения технологической дисциплины.
Цех для ремонта тележек грузовых вагонов состоит из следующих основных технологических участков ремонта 1-17:
1 - участок дозированной поочередной) подачи выкаченных из-под вагонов тележек для последующего прохождения ими по всей технологической цепочке ремонта. В его состав входят дозатор 18, выполненный в виде устройства, ограничивающего перемещение следующей тележки до поступления предыдущей тележки на участок 2, информационно-управляющее устройство 19, осуществляющее управление работой дозатора 18, датчики 20, выдающие информацию о положении рабочих органов дозатора 18 и тележки 21.
2 - участок снятия каркаса тележки с колесных пар. Он снабжен перегружателем 22, информационно-управляющим устройством 23 и датчиками 24.
3 - участок мойки тележки. Он оснащен моечной машиной 25, информационно-управляющим устройством 26, датчиками 27.
4 - участок установки тележки 21 на конвейер 28. Он снабжен средствами 29 установки тележки 21 на конвейер 28, датчиками 30 и информационно-управляющим устройством 31.
5 - участок демонтажа и измерения геометрических параметров триангелей, расположенный в зоне конвейера 28. В его состав входит установка бесконтактного оптического измерения 32, информационно-управляющее устройство 33 и датчики 34.
6 - участок демонтажа комплекта пружин рессорного подвешивания, мойки пружин, измерения их геометрических параметров, сортировки
пружин на годные и негодные, находящийся в зоне конвейера 28. В его состав входит устройство мойки пружин 35, установка бесконтактного оптического измерения 36, манипулятор сортировки пружин 37, информационно-управляющее устройство 38 и датчики 39.
7 - участок дефектоскопирования, расположенный в зоне конвейера 28. Он снабжен стендом феррозондового контроля 40, информационно-управляющим устройством 41 и датчиками 42.
8 - участок измерения геометрических параметров тележки, включая измерение параметров надрессорной балки и боковых рам, расположенный в зоне конвейера 28. Участок снабжен установкой бесконтактного оптического измерения 43, информационно-управляющим устройством 44 и датчиками 45.
9 - участок раскантовкй тележки, находящийся в зоне конвейера 28, и включающий установку клепки 46, информационно-управляющее устройство 47 и датчики 48.
10 - участок демонтажа надрессорной балки и боковых рам, расположенный в зоне конвейера 28. Он содержит информационно-управляющее устройство 49 и датчики 50.
11 - участок наплавки, содержащий оборудование 51 для наплавки на изношенные поверхности надрессорной балки и боковых рам, и информационно-управляющее устройство 52.
12 - участок механической обработки, на котором расположено оборудование 53 для механической обработки наплавленных поверхностей надрессорной балки и боковых рам, и информационно-управляющее устройство 54.
13 - участок монтажа надрессорной балки и боковых рам, расположенный в зоне конвейера 28, на котором расположено информационно-управляющее устройство 55 и датчики 56.
14 - участок монтажа пружин, находящийся в зоне конвейера 28 и содержащий информационно-управляющее устройство 57 и датчики 58.
15 - участок монтажа триангелей, расположенный в зоне конвейера 28 и содержащий информационно-управляющее устройство 59 и датчики 60.
16 - участок установки тележки на колесные пары. На нем располагаются перегружатель 61, информационно-управляющее устройство 62 и датчики 63.
17 - участок контроля параметров собранной тележки под нагрузкой. Он снабжен стендом испытания и обкатки тележек 64, информационно-управляющим устройством 65 и датчиками 66.
Датчики, расположенные на технологических участках, подсоединены к устройствам управления, размещенным на данных участках. Кроме того, к устройствам управления подключены средства звуковой и световой сигнализации 67-83, размещенные на технологических участках 1-17.
Информационно-управляющие устройства связаны с центральным пультом автоматизированной системы управления (АСУ) 84 и центральным пультом автоматизированной системы соблюдения контроля технологической дисциплины (АСК) 85. Пульты 84 и 85 могут в предпочтительном варианте полезной модели располагаться в пределах одного рабочего места персонала, осуществляющего контроль за ходом выполнения процесса ремонта.
Ремонт тележек грузовых вагонов в заявляемом цехе осуществляется следующим образом.
На участке 1 производится дозированная (поочередная) подача выкаченных из-под вагонов тележек 21 при помощи дозатора 18 на участок 2.
На участке 2 производится снятие каркаса тележки с колесных пар с помощью перегружателя 22 и выкатка колесных пар в колесно-роликовый
цех. Рабочий цикл перегружателя 22 осуществляется с помощью информационно-управляющего устройства 23.
На участке 3 производится мойка тележки 21 в моечной машине 25. Устройство 26 управляет работой моечной машины 25, а датчики 27 выдают информацию о положении функциональных узлов моечной машины 25.
На участке 4 производится установка тележки 21 на конвейер 28 при помощи средств установки 29, управляемых от устройства 31. Датчики 30 выдают информацию о начальном положении конвейера 28 и наличии на конвейере 28 тележки 21 в зоне участка 4.
На участке 5 производится демонтаж триангелей и измерение их геометрических параметров с помощью установки бесконтактного оптического измерения 32. Годные триангели транспортируются в зону сборки тележки. Триангели с размерами, отличающимися от номинальных, подвергаются дальнейшей обработке (нарезка, наплавка резьбы). Информационно-управляющее устройство 33 осуществляет контроль рабочего цикла установки 32, датчики 34 выдают информацию о положении рабочих органов установки 32 и наличии тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 5.
На участке 6 производится демонтаж комплекта пружин рессорного подвешивания, мойка пружин, измерение их геометрических параметров посредством установки бесконтактного оптического измерения 36, сортировка пружин на годные и негодные посредством манипулятора 37 и транспортировка годных пружин в зону сборки тележки. Устройство 38 осуществляет управление рабочим циклом установки 36 и манипулятора 37, датчики 39 выдают информацию о положении рабочих органов установки 36 и манипулятора 37 и наличии тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 6.
На участке 7 осуществляется дефектоскопирование тележки. При перемещении конвейера 28 на технологическую позицию участка 7 устройство 41 управляет работой стенда 40, осуществляющего
феррозондовый контроль тележки 21. Датчики 42 выдают информацию о наличии тележки 21 на конвейере 28 и положении рабочих органов стенда 40.
На участке 8 производится измерение геометрических параметров тележки 21, включая измерение параметров надрессорной балки и боковых рам, при помощи установки бесконтактного оптического измерения 43. Устройство 44 управляет работой установки 43, датчики 45 контролируют наличие тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 8, положение рабочих органов установки 43.
На участке 9 по результатам измерения геометрических параметров тележки 21, сделанных на участке 8, производится раскантовка тележки - разборка надрессорной балки и боковых рам для последующего их демонтажа. При этом разборке подлежат те балки и рамы, размеры которых отклоняются от номинальных, и которые подлежат последующей обработке для восстановления изношенных поверхностей. На участке 9 также производится установка фрикционных планок и их клепка при помощи установки клепки 46. Информационно-управляющее устройство 47 управляет работой установки 46, датчики 48 контролируют наличие тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 9 и положение рабочих органов установки 46.
На участке 10 производится демонтаж надрессорной балки и боковых рам. Датчики 50 выдают информацию о наличии тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 10.
Демонтированные на участке 10 надрессорная балка и боковые рамы поступают на участок наплавки 11, где производится наплавка на изношенные участки их поверхностей с помощью оборудования 51, выполненного, например, в виде лазерной установки наплавки.
С участка 11 надрессорная балка и боковые рамы поступают на участок 12, где с помощью оборудования 53 производится механическая обработка наплавленных поверхностей.
За участком 10 по ходу движения конвейера 28 находится участок 13, на котором производится установка на тележку 21 отремонтированной надрессорной балки и боковых рам, поступающих с участка 12. Датчики 56 контролируют наличие тележки 21 на конвейере 28 в зоне участка 13.
На участке 14 производится установка на тележку 21 пружин, а на участке 15 - установка триангелей. Датчики 58 и 60, соответственно, контролируют наличие тележки 21 на конвейере 28 в зоне участков 14 и 15.
На участке 16 производится установка каркаса тележки на отремонтированные колесные пары, поступающие из колесно-роликового цеха, с помощью перегружателя 61. Устройство управления 62 осуществляет контроль процесса установки тележки на колесные пары, контроль конечной позиции конвейера 28, контролирует нахождение колесной пары на участке 16 и наличие свободного пространства для выкатки собранной тележки.
На участке 17 осуществляется контроль параметров собранной тележки под нагрузкой с помощью стенда испытания и обкатки тележек 64. Устройство управления 65 контролирует положение тележки на позициях стенда 66.
Информационно-управляющие устройства, размещенные на участках 1-17, получают информацию от установленных на участках датчиков, осуществляют управление работой оборудования и сбор информации о ходе выполнения операций ремонта и передают соответствующую информацию на центральный пульт АСУ 84 и центральный пульт АСК 85. При этом информационно-управляющие устройства, размещенные на участках 1-9, 16-17, связаны с обоими пультами 84 и 85, а информационно-управляющие устройства, размещенные на участках 10-15, связаны только с пультом АСК 85.
На центральном пульте АСУ 84 производится анализ поступившей информации и при необходимости управленческий персонал передает соответствующие сообщения на устройства управления. Для того, чтобы привлечь внимание оператора, находящегося на участке, к факту передачи сообщения, при поступлении на устройство управления сообщения с центрального пульта 84 включаются средства звуковой и световой сигнализации 67-83. Кроме того, упомянутые средства сигнализации также включаются при вхождении конвейера с тележкой в зону соответствующего участка.
Каждое информационно-управляющее устройство содержит подсистему 86, содержащую микроконтроллер 87, транспондер (электронную метку) 88, радиоэлектронный считыватель (ридер) 89 и личную радиокарту оператора 90. Функционирование этой подсистемы осуществляется следующим образом.
Транспондер 88 крепится на узле или детали тележки и оператор, выполняющий операции на данном участке, поднося к транспондеру ридер 89, считывает код метки (идентификационный номер детали или узла), который затем передается с помощью микроконтроллера 87 на центральный пульт АСК 85. Эта операция повторяется на каждом технологическом участке ремонта. В результате центральный пульт АСК 85 регистрирует информацию о времени нахождения узла (детали) на данном участке ремонта и о времени отправки на следующий участок ремонта. Использование личной радиокарты оператора 90, содержимое которой считывается также при помощи ридера 89, позволяет идентифицировать конкретного оператора, выполняющего работы на данном участке. Кроме того, оператор заносит в информационно-управляющее устройство информацию о результатах выполненной работы, поступающую на центральный пульт АСК 85.
Таким образом, размещение на технологических участках цеха для ремонта тележек грузовых вагонов датчиков контроля и устройств
управления, связанных с центральным пультом автоматизированной системы управления и центральным пультом автоматизированной системы соблюдения контроля технологической дисциплины, позволяет автоматизировать процесс ремонта за счет централизованного управления перемещением конвейера с тележкой и работой оборудования, установленного на технологических участках ремонта, обеспечить эффективный контроль и управление выполнения и качества ремонта за счет оперативного мониторинга процессов ремонта и объективного учета исполнения технологической дисциплины, включая получение в режиме реального времени информации о состоянии каждого узла (детали), о качестве и времени выполнения операции на каждой технологической позиции, о нарушениях технологического процесса с выявлением операторов, допустивших указанное нарушение. Это, в свою очередь, обеспечивает уменьшение доли ручного труда, повышение производительности и качества ремонта.