Технологический процесс изготовления корпуса железнодорожной цистерны
|
Введение 6
1 Анализ исходных данных и известных решений в области
изготовления цистерн 8
1.1 Сведения о конструкции котла цистерны 8
1.2 Сведения о материале котла цистерны 10
1.3 Базовый технологический процесс сборки и сварки котла
цистерны 12
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Проектная технология сварки котла цистерны 20
2.1 Обоснование выбора способа сварки 20
2.2 Повышение эффективности сварки в защитных газах проволокой
сплошного сечения 25
2.3 Описание операций технологического процесса 27
2.4 Описание сварочного оборудования и сварочных материалов . . . . 30
2.5 Контроль качества сварочных работ 33
3 Безопасность и экологичность проектного технологического
процесса 35
3.1 Технологическая характеристика объекта 35
3.2 Идентификация профессиональных рисков 37
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 39
3.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 40
3.5 Обеспечение экологической безопасности технического
объекта 42
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии 43
4.1 Исходная информация для выполнения экономической
оценки предлагаемых технических решений 44
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 46
4.3 Расчет штучного времени 47
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии 49
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному
вариантам технологии 53
4.6 Показатели экономической эффективности 56
Заключение 59
Список используемой литературы и используемых источников 60
1 Анализ исходных данных и известных решений в области
изготовления цистерн 8
1.1 Сведения о конструкции котла цистерны 8
1.2 Сведения о материале котла цистерны 10
1.3 Базовый технологический процесс сборки и сварки котла
цистерны 12
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Проектная технология сварки котла цистерны 20
2.1 Обоснование выбора способа сварки 20
2.2 Повышение эффективности сварки в защитных газах проволокой
сплошного сечения 25
2.3 Описание операций технологического процесса 27
2.4 Описание сварочного оборудования и сварочных материалов . . . . 30
2.5 Контроль качества сварочных работ 33
3 Безопасность и экологичность проектного технологического
процесса 35
3.1 Технологическая характеристика объекта 35
3.2 Идентификация профессиональных рисков 37
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 39
3.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 40
3.5 Обеспечение экологической безопасности технического
объекта 42
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии 43
4.1 Исходная информация для выполнения экономической
оценки предлагаемых технических решений 44
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 46
4.3 Расчет штучного времени 47
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии 49
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному
вариантам технологии 53
4.6 Показатели экономической эффективности 56
Заключение 59
Список используемой литературы и используемых источников 60
В мире перевозка наливных продуктов (химические реагенты, нефтепродукты и пр.) осуществляется в основном железнодорожным транспортом с применением вагонов-цистерн. В связи с этим массовый характер носит производство вагонов-цистерн. Конструкция вагонов-цистерн претерпевает значительные изменения, в настоящее время вводятся в эксплуатацию вагоны нового поколения, которые обладают повышенными характеристиками и надёжностью по сравнению с ранее применяемыми вагонами-цистернами [7]. Проектирование и производство вагонов предусматривает решение ряда сложных технических задач, связанных с разработкой и обеспечением нормальной работы всех подсистем вагона. К таким составляющим подсистемам относятся: механическая, электрическая, теплотехническая и другие подсистемы [8], [18], [19].
Массовый выпуск вагонов-цистерн должен предполагать универсальность применяемого оборудования и возможность его быстрой переналадки на выпуск новых модификаций вагонов. Это является основой конкурентоспособности производства и его рентабельности, при этом наиболее сложной операцией является изготовление листовых полотнищ обечаек котлов и их соединение, которая требует применения металлоёмкого сложного оборудования [10].
Объём вагонов-цистерн колеблется в широких пределах. Первые цистерны, изготовление которых началось в конце XIX века, имели объём 15...20 м3 [6], современные 8-осные цистерны имеют объём до 120 м3.
Котёл вагона-цистерны - ёмкость цилиндрической формы, которая имеет днища с обоих сторон, закрывающие емкость с боков. Специальные цистерны могут быть снабжены теплоизоляционным покрытием или подогревающим оборудованием. В настоящее время можно выделить два направления развития железнодорожных цистерн - рамные цистерны и цистерны с цельнонесущей конструкцией. В первом случае ёмкость с перевозимым продуктом укладывается на металлическую раму и продольные нагрузки не воспринимает. Во втором случае конструкция вагоно-цистерны безрамная, при этом сама цистерна воспринимает и передаёт усилия, возникающие при движении состава.
Мировой экономический кризис, продолжающийся с начала 21-го века, привел к снижению спроса на грузовые вагоны. Во-первых, это выражается в снижении объёмов перевозимых грузов. Во-вторых, наблюдается качественное ухудшение подвижного состава - потребитель отказывается от применения современных вагонов из-за дороговизны.
От качества выполнения сварных швов в вагонах-цистернах в значительной мере зависит безопасность их эксплуатации [5], [13], [20], [26]. Железнодорожный транспорт является одной из самый металлоёмких отраслей промышленности. Надёжность и долговечность вагонов-цистерн определяется не только технологиями, но и качеством конструкционных материалов, используемых для изготовления [9], [27]. Внедрение новых материалов, к которым относятся высокопрочные и коррозионностойкие стали, алюминиевые сплавы, позволяет существенно снизить массу вагона и увеличить его полезную загрузку [2].
Осуществление комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в сборочно-сварочных производственных цехах без применения стандартных приспособлений и модернизации оборудования на сегодняшний день невозможно. Разнообразные кантователи, вращатели, сборочные стенды, цеховые краны, установки для механической обработки, контроля качества сварных изделий и другое оборудование применяется для механизированного производства сварных изделий.
В связи с этим актуальной является цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества сварки котлов железнодорожных вагонов-цистерн. Достижение поставленной цели должно основываться на современных разработках в области сварки и применении перспективных конструкционных материалов.
Массовый выпуск вагонов-цистерн должен предполагать универсальность применяемого оборудования и возможность его быстрой переналадки на выпуск новых модификаций вагонов. Это является основой конкурентоспособности производства и его рентабельности, при этом наиболее сложной операцией является изготовление листовых полотнищ обечаек котлов и их соединение, которая требует применения металлоёмкого сложного оборудования [10].
Объём вагонов-цистерн колеблется в широких пределах. Первые цистерны, изготовление которых началось в конце XIX века, имели объём 15...20 м3 [6], современные 8-осные цистерны имеют объём до 120 м3.
Котёл вагона-цистерны - ёмкость цилиндрической формы, которая имеет днища с обоих сторон, закрывающие емкость с боков. Специальные цистерны могут быть снабжены теплоизоляционным покрытием или подогревающим оборудованием. В настоящее время можно выделить два направления развития железнодорожных цистерн - рамные цистерны и цистерны с цельнонесущей конструкцией. В первом случае ёмкость с перевозимым продуктом укладывается на металлическую раму и продольные нагрузки не воспринимает. Во втором случае конструкция вагоно-цистерны безрамная, при этом сама цистерна воспринимает и передаёт усилия, возникающие при движении состава.
Мировой экономический кризис, продолжающийся с начала 21-го века, привел к снижению спроса на грузовые вагоны. Во-первых, это выражается в снижении объёмов перевозимых грузов. Во-вторых, наблюдается качественное ухудшение подвижного состава - потребитель отказывается от применения современных вагонов из-за дороговизны.
От качества выполнения сварных швов в вагонах-цистернах в значительной мере зависит безопасность их эксплуатации [5], [13], [20], [26]. Железнодорожный транспорт является одной из самый металлоёмких отраслей промышленности. Надёжность и долговечность вагонов-цистерн определяется не только технологиями, но и качеством конструкционных материалов, используемых для изготовления [9], [27]. Внедрение новых материалов, к которым относятся высокопрочные и коррозионностойкие стали, алюминиевые сплавы, позволяет существенно снизить массу вагона и увеличить его полезную загрузку [2].
Осуществление комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в сборочно-сварочных производственных цехах без применения стандартных приспособлений и модернизации оборудования на сегодняшний день невозможно. Разнообразные кантователи, вращатели, сборочные стенды, цеховые краны, установки для механической обработки, контроля качества сварных изделий и другое оборудование применяется для механизированного производства сварных изделий.
В связи с этим актуальной является цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества сварки котлов железнодорожных вагонов-цистерн. Достижение поставленной цели должно основываться на современных разработках в области сварки и применении перспективных конструкционных материалов.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение производительности и качества сварки котлов железнодорожных вагонов-цистерн.
Анализ конструкции котла вагона-цистерны позволил заключить, что рассматриваемая конструкция является технологичной, и автоматизация сварки её швов является оправданной.
При выполнении базовой технологии сборки и сварки котла применяется два способа сварки - автоматическая под слоем флюса и механизированная в углекислом газе.
В ходе выполнения исполнительского раздела выпускной квалификационной работы был обоснован выбор сварки в среде защитных газов проволокой сплошного сечения как основной способ при механизированной сварке люка, простановке прихваток и автоматической сварке продольных и кольцевых швов. Была составлена проектная технология сварки и выполнена планировка участка сборки и сварки котла вагона-цистерны.
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,636 млн. рублей. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,3 года.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении поставленной цели выпускной квалификационной работы. Её результаты следует внедрить в производство.
Анализ конструкции котла вагона-цистерны позволил заключить, что рассматриваемая конструкция является технологичной, и автоматизация сварки её швов является оправданной.
При выполнении базовой технологии сборки и сварки котла применяется два способа сварки - автоматическая под слоем флюса и механизированная в углекислом газе.
В ходе выполнения исполнительского раздела выпускной квалификационной работы был обоснован выбор сварки в среде защитных газов проволокой сплошного сечения как основной способ при механизированной сварке люка, простановке прихваток и автоматической сварке продольных и кольцевых швов. Была составлена проектная технология сварки и выполнена планировка участка сборки и сварки котла вагона-цистерны.
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,636 млн. рублей. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,3 года.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении поставленной цели выпускной квалификационной работы. Её результаты следует внедрить в производство.
Подобные работы
- Технологический процесс изготовления корпуса предохранительной муфты насоса
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4360 р. Год сдачи: 2019 - Технология и оборудование для изготовления цистерны для нефтепродуктов
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4750 р. Год сдачи: 2023 - Разработка технологии сборки и сварки корпуса аппарата емкостного КАЕ 3615-242 из стали 12Х18Н10Т
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4215 р. Год сдачи: 2018 - Исследование, анализ и разработка путей повышения эффективности функционирования пожарных подразделений по тушению пожаров эксплуатируемых нефтебаз (на примере нефтебазы ООО «Тольятти- нефтепродукт Сервис»)
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2020