Аннотация 2
Введение 5
1 Современное состояние ремонтной сварки корпусов вагонов 7
1.1 Конструкция и условия работы полувагонов 7
1.2 Сведения о материале для изготовления элементов кузова
полувагона 9
1.3 Описание операций базового технологического процесса 15
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 20
2 Разработка проектной технологии ремонтной корпуса полувагона 21
2.1 Обоснование выбора способа сварки 21
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки в защитном газе проволокой сплошного сечения 24
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной сварки 28
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых технических решений 31
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 31
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 32
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 33
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического объекта 34
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 37
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной квалификационной работе решений 39
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 39
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 41
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного и базового вариантов технологии 42
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций технологического процесса по рассматриваемым вариантам 44
4. Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 48
4.6 Показатели экономической эффективности 50
Заключение 52
Список используемой литературы и используемых источников 54
В настоящем своём состоянии Российская Федерация имеет значительные территории значительные территории, около 75 % которых не предназначены для нормального проживания и вряд ли будут облагорожены в течение ближайших десятков лет. При этом для поддержания целостности государства и его функционирования, как политического, так и экономического, необходимо наладить грузопотоки между населёнными территориями, которые в настоящий момент более напоминают анклавы. В этой связи решающую роль играет железнодорожный транспорт, который позволяет единовременно перемещать значительные массы грузов и людские потоки. Роль железнодорожного транспорта возрастает также в связи с недостаточностью проложенных в России автомобильных дорог и отсутствия прямых водных магистралей.
В связи с этим следует признать особую важность рационализации конструкции вагонов для перевозки грузов и повышения их технико-энергетических показателей. Также следует признать необходимость повышения уровня автоматизации при изготовлении и ремонте железнодорожных вагонов.
В настоящее время в Российской Федерации возможно развитие мирового финансового, экономического и энергетического кризиса, результатом совокупного действия которых будет повышение стоимости изготовления или невозможность изготовления некоторых высокотехнологичных и металлоёмких конструкций, к которым следует отнести и вагоны железнодорожного состава. Кроме того, возможное изменение государственных границ может потребовать единовременного перемещения значительных габаритных грузов в условиях опасности отрицательного сохранения целостности конструкции вагонов под действием недружественных факторов.
Поэтому становится актуальным повышение скорости и качества ремонта грузовых вагонов, продления их срока службы и восстановления функциональности.
Значительное распространение получил грузовой полувагон, который применяется для перевозки контейнеров, лесоматериалов, руды, каменного угля, металлолома и прочих грузов, которые могут подвергаться воздействию атмосферных осадков. Под нагрузкой в стенках вагонов образуются дефекты целостности (прорывы, трещины), которые должны своевременно устраняться, так как безопасность эксплуатации напрямую зависит от состояния эксплуатируемого вагона.
Значительную роль в ремонте корпусов вагонов и полувагонов играет ручная дуговая сварка, которая благодаря высокой мобильности и универсальности оборудования очень распространена при выполнении монтажных и ремонтных работ. Однако присущие этому способу сварки недостатки снижают эффективность ремонтных работ. В первую очередь, страдает производительность, которая из всех способов ремонтной сварки минимальная для ручной дуговой сварки. Также следует отметить низкую стабильность качества и образование большого числа дефектов, исправление которых также отрицательно влияет на производительность ремонтных работ, от скорости выполнения которых в настоящее время многое зависит.
На основании вышеизложенного следует признать актуальность выбранной темы выпускной квалификационной работы. Цель - повышение производительности и качества ремонтной сварки при восстановлении целостности стенки грузовых железнодорожных полувагонов.
Достижение поставленной цели должно выполняться на основании изучения современных технологических решений, предложенных сварочному производству отечественными и зарубежными исследователями. При этом предпочтение следует отдавать отечественным разработкам, внедрение которых в современное производство не потребует применения импортного оборудования и элементной базы.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных операций при ремонте металлических конструкций.
В качестве конкретной конструкции в работе рассматривается грузовой железнодорожный вагон.
Базовая технология ремонтной сварки предусматривает применение ручной дуговой сварки и приварку усиливающей наладки. Как показывает практика и результаты литературного обзора, привариваемая усиливающая накладка становится источником образования новых повреждений в ремонтируемой конструкции и не оправдывается с точки зрения сопротивляемости конструкции усталостным разрушениям.
На основании анализа известных решений для построения проектной технологии предложено использовать механизированную сварку проволокой сплошного сечения в среде защитных газов.
Составлен проектный технологический процесс ремонтной сварки. Сам процесс укрупнённо может быть разбит на четыре этапа. Первая операция - подготовка трещины, которая выполняется с применением сверлильной машины и шлифовальной машины. Вторая операция - разделка кромок, которая выполняется с применением аппарата плазменной строжки. Третья операция - сварка, которая выполняется с применением источника тока, механизма подачи сварочной проволоки и оборудования для подачи защитного газа. Четвёртая операция - контроль качества, который выполняется с применением набора визуально-измерительного контроля и дефектоскопа.
Выполнение операций проектного технологического процесса, который был представлен в исполнительском разделе настоящей выпускной квалификационной работы, приводит к возникновению негативных производственных факторов и негативных экологических факторов. Выполненная идентификация этих негативных факторов позволила предложить стандартные методики и технические средства для защиты персонала и окружающей среды.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях.
Производительность труда повышается на 100 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 42 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 5,6 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,3 года.
Таким образом, внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений в производство позволяет получить доказанный расчётным путём экономический эффект. Доказана экономическая и технологическая эффективность предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений.
Предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия позволяют судить о высокой эффективности замены ручных способов сварки и наплавки на механизированные способы. Поэтому предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия могут быть перенесены на аналогичные случаи сварки в других производствах.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты настоящей выпускной квалификационной работы рекомендуются к внедрению на предприятиях, которые выполняют работы по ремонту металлических транспортных конструкций.
1. Белов С. В. Охрана окружающей среды. М. : Машиностроение, 1990. 372с.
2. Ващенко И. П. Структура и свойства малоуглеродистых и низколегированных сталей // Вестник МГТУ. 2007. № 4. С. 558-560.
3. Горина Л. Н. Обеспечение безопасных условий труда на производстве: учебное пособие. Тольятти : ТолПИ, 2000. 68 с.
4. Занковец П. В., Шелег В. К. Математическое моделирование и автоматизация технологической подготовки производства сварных конструкций // Наука и техника. 2017. № 1. С. 5-15.
5. Голов Р.С., Сорокин А.Е., Мельник А.В., Рожков И.В. Основные технологические и маркетинговые тенденции развития сварочного производства // Сварочное производство. 2016. № 11. С. 46-51.
6. Горбачёв С. В. Повышение однородности структуры механических свойств сварных соединений из сталей 20 и 09Г2С в режиме сверхпластической деформации : диссертация на соискание уч. степени канд. техн. наук. Уфа, 2005.
7. Карасев М. В., Вышемирский Е. М., Беспалов В. И. Особенности современных установок для механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах // Автоматическая сварка. 2004. № 12. С. 38-41.
8. Климов А. С. Выпускная квалификационная работа бакалавра: учебно-метод. пособие по выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра. Тольятти : ТГУ, 2021. 62 с.
9. Крампит А. Г., Крампит Н. Ю., Габитов Э. К. Модернизация сварочного оборудования - как решение приоритетной задачи по импортозамещению // Технологии и материалы: технический научно-производственный журнал. 2016. № 6. С. 18-23.
10. Краснопевцева И. В. Экономическая часть дипломного проекта : метод. указания. Тольятти : ТГУ, 2008. 38 с.
11. Кудинова Г. Э. Организация производства и менеджмент : метод. указания к выполнению курсовой работы. Тольятти : ТГУ, 2005. 35 с.
12. Мазур А.А., Маковецкая О.К., Пустовойт С.В., Петрук В.С. Экономико-статистический обзор мирового и региональных рынков сварочных материалов // Автоматическая сварка. 2019. № 9. С. 45-51.
13. Маковецкая О.К. Состояние и тенденции развития мирового рынка основных конструкционных материалов и сварочной техники // Автоматическая сварка. 2015. № 10. С. 54-61.
14. Мау В. А., Улюкаев А. В. Глобальный кризис и тенденции экономического развития // Вопросы экономики. 2014. № 11. С. 15-21.
15. Павлова И. А., Павлов А. С. Технико-экономический анализ при внедрении инновации на производственном предприятии // Экономический анализ: теория и практика. 2014. № 40. С. 14-21...(24)