Вагонное депо

8. ПРИМЕНЕНИЕ  СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ  В ВАГОННОМ ДЕПО

 
 

     8.1 Анализ средств механизации в  вагонном депо 

     В качестве средств механизации представлены: автоматический поворотный круг и многошпиндельный гайковёрт демонтажа и монтажа буксовых узлов.

      Обе установки должны обладать следующими качествами:

• безопасным обслуживанием и соблюдением санитарно-гигиенических норм для обслуживающего персонала;
• минимальными габаритами;
• удобством при обслуживании и ремонте;
• надёжностью в работе и долговечностью;
• максимальной автоматизацией выполняемых работ.

 
 

     8.2 Автоматический поворотный круг 

     Автоматический  поворотный круг (лист 6 графической  части проекта) предназначен для  поворота и перекатывания колёсных пар с одного пути на второй, расположенных  под углом 90°. Круг состоит из неподвижной и подвижной части. Основание представляет собой бетонный фундамент, на котором укреплены фундаментная плита механизма поворота и лист 11 с неподвижным кругом 9, изготовленным из швеллера. По верхней полке круга 9 перемещаются катки 1 поворотного круга 2, изготовленного из листовой стали толщиной 12 мм. Механизм поворота 6 укреплён на фундаментной плите. Он представляет собой укороченный электрический домкрат, у которого плунжер неподвижно соединён с червячной шестернёй и может вращаться. К плунжеру прикреплён поворотный круг 2. На нём укреплены шарнирами 8 рельсы 4, соединённые между собой двумя швеллерами 12, к которым прикреплены кронштейны 3 с подъёмным роликом 10. На рельсах установлены неподвижные 5 и подвижные 7 фиксаторы колёсной пары.

      Принцип действия поворотного круга заключается в следующем. Колёсная пара, накатываясь на поворотный круг, отжимает вниз упоры 7 и далее перекатывается на клинообразные рельсы толкателя, и останавливается. В этот момент упоры 7 под собственным весом возвращаются в исходное положение и препятствуют обратному откатыванию колёсной пары. Включается механизм поворота, двигая поворотную часть круга. При повороте на 90° круг остановится против пути. В цилиндр подъёма толкателя впускается воздух, шток поршня поднимается и приподнимает сварную конструкцию толкателя и колёсная пара накатывается на поворотный круг, упираясь в неподвижные фиксаторы 5 и стопорясь упорами 7. По заданной программе колёсная пара замыкает электрическую цепь и круг поворачивается на 90°. В этом положении круга ролик 10 наезжает по наклонной поверхности на возвышение, рельсы 4 одной стороной приподнимаются, поворачиваясь относительно шарниров 8, верхние плечи подвижных фиксаторов при этом становятся ниже приподнятых головок рельсов, и колёсная пара по образовавшемуся наклонному пути скатывается с круга.

      Произведём  разработку электрической схемы  автоматического управления. 

      Этап 1. Разработка конструктивной схемы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1-толкатель;

     2-пневмоцилиндр  толкателя;

     3-поворотный  круг.

Рисунок 1. Конструктивная схема автоматического поворотного круга. 

      Этап 2. Составление перечня автоматизированных операций.

• Ожидание;
• Поворот поворотного круга;
• Накат колёсной пары;
• Поворот поворотного круга.

 

      Этап 3. Размещение на конструктивной схеме  силовых приводов.

      Для наката колёсной пары используется пневмоцилиндр 2 (рисунок 1). Для поворота поворотного  круга используется электромеханический  привод с электродвигателем М1. 

      Этап 4. Размещение на конструктивной схеме  концевых выключателей.

      Концевые  выключатели устанавливаются в крайних точках возможных перемещений элементов автоматизированного устройства. 

      Этап 5. Определение перечня устройств  автоматики, непосредственно управляющих  силовыми приводами.

      Электродвигатель  М1 управляется электромагнитным контактором КМ1 при прямом ходе  и КМ2 при обратном ходе поворотного круга. Пневмоцилиндр 2 управляется электромагнитным золотником УА1. Катушка УА1.1 обеспечивает подъём толкателя, а УА1.2 – её опускание. 

      Этап 6. Составление циклограммы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Этап 7. Определение состояний, входных и выходных сигналов автомата.

      Состояние автомата:

      а₁ – ожидание;

      а₂ – поворот поворотного круга;

      а₃ – накат колёсной пары;

      а₄ – поворот поворотного круга;

        Входные сигналы:

      х₁=1 – при замыкании концевого выключателя SQ1;

      х₂=1 – при замыкании концевого выключателя SQ2;

      х₃=1 – при замыкании концевого выключателя SQ3;

      х₄=1 – при замыкании концевого выключателя SQ4;

      Выходные  сигналы:

      W1=1 – работает контактор КМ1 при повороте поворотного круга;

      W2=1 – работает обмотка золотника УА1.1 при подъёме толкателя;

      W3=1 – работает контактор КМ2 при повороте поворотного круга;

      W4=1 – работает обмотка золотника УА1.2 при опускании толкателя; 

      Этап 8. Составление графа абстрактного автомата. 
 
 
 
 
 
 
 

      Этап 9. Определение количества элементов памяти в схеме автомата.

      Элементом памяти является релейная схема. Между  количеством состояний автомата С и элементов памяти n существует связь, которую выражает зависимость 

                    . 

      Это означает, что для автомата с двумя состояниями необходим 1 элемент памяти, для автомата с 3-4 состояниями – 2 элемента и т.д. Так как в нашем автомате имеется 4 состояния, то для построения схемы его управления необходимо два элемента памяти. Обозначим их буквами А, В. 

      Этап 10.  Составление графа структурного автомата. 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Этап 11. Составление логических функций  элементов памяти и функций выходов  автомата.

      Функции переключения элементов памяти имеют  вид: 

                     

      Далее эти функции необходимо упростить, исключив из каждой переменные характеризующие исходное состояние элемента памяти. 

                     

      Функции выходов составят: 

                      

      Этап 12. Проектирование логической части  схемы автоматического управления.

      Заменив в найденных логических функциях обозначения входных и выходных сигналов на соответствующие им устройства автоматики, а обозначение элементов памяти на соответствующие им реле К2, К3 получим:

• для реле К2

      

• для реле К3

      

• для выходных устройств

      

      Проинвертируем  для реле К2, К3 правые и левые части  функции R. В результате получим:

• для реле К2

      

• для реле К3

      

      Электрические схемы включения реле памяти будут  иметь вид: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      элемент К2       элемент К3 

Выходные  элементы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Этап 13. Проектирование схемы автоматического  управления.

      Объединив полученные схемы в одну общую  и дополнив её блоками включения, выключения, сигнализации и защиты и блоком силовых приводов окончательно получим (лист 6 графической части проекта). 
 

      8.3 Многошпиндельный гайковёрт 

      Демонтаж  букс с помощью многошпиндельного  гайковёрта производится в следующем  порядке: колёсная пара, предназначенная  для демонтажа букс, с накопителя поступает на подъёмное устройство, которым поднимается на повышенный путь, где и демонтируют буксу.

      Болты крепительной крышки, стопорной планки торцовой гайки и саму торцовую гайку  отвёртывают с помощью многошпиндельного  гайковёрта. Управление устройством  осуществляется включением соответствующего тумблера на пульте управления. При демонтаже к буксе подводят четырёхшпиндельный гайковёрт многошпиндельного устройства и отвёртывают одновременно четыре болта крепительной крышки. Затем отводят гайковёрт, вынимают болты и снимают крепительную крышку. После этого устройство поворачивают на 90° и гайковёрт с двумя ключами отвёртывает одновременно два болта стопорной планки. Повернув устройство ещё на 90°, отвёртывают торцовую гайку одношпиндельным гайковёртом. Затем колёсную пару на поворотном круге поворачивают на 180° и демонтируют вторую буксу.

      Электромеханические приводы нашли широкое применение в средствах механизации и  автоматизации производственных процессов, используемых для ремонта подвижного состава, благодаря наличию ряда достоинств: простоте конструкции, невысокой стоимости, стандартизации составляющих приводы узлов, выпускаемых промышленностью в большой номенклатуре. Всё это позволяет конструировать приводы со значительным диапазоном выходных параметров. Электромеханические приводы можно использовать как для вращательных, так и для поступательных перемещений различных объектов.

      Произведём  расчёт всех имеющихся электромеханических  приводов (четырёхшпиндельного, двухшпиндельного и одношпиндельного гайковёртов одного  многошпиндельного устройства; четырёхшпиндельного и трёхшпиндельного гайковёртов одного  многошпиндельного устройства для демонтажа букс с креплением тарельчатой шайбой) многошпиндельного устройства для демонтажа букс с помощью ЭВМ. Для этого в ЭВМ необходимо ввести следующие исходные данные:

• вид кинематической схемы привода;
• тяговое усилие привода, Н;
• скорость перемещения, м/с;
• диаметр ходового колеса или звёздочки, м;
• коэффициент полезного действия.

 

      Методика  расчёта электромеханического  привода, использованная при составлении программы для ЭВМ IBM изложена в [11]. Ниже приведены результаты расчёта.

      Для четырёхшпиндельного гайковёрта результаты находятся на листе 80 данного дипломного проекта. Второй четырёхшпиндельный гайковёрт рассчитывается аналогично. Второй четырёхшпиндельный гайковёрт предназначен для отвинчивания болтов торцовой шайбы.

      Для двухшпиндельного гайковёрта результаты расчёта находятся на листе 81 данного дипломного проекта, для одношпиндельного - на листе 82, для трёхшпиндельного - на листе 83.