Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ”
Кафедра “Подъемно-транспортные, путевые и строительные машины”
дисциплина “Технические основы создания машин”
Курсовая работа
“ Разработка технического предложения легкой щебнеочистительной машины для подъездных путей промышленного транспорта ”
Выполнила студентка
очно-заочного факультета
группы ПТМ-502
Жуковень Е.А.
Санкт – Петербург
2008
Содержание
Введение
1. Комплексная механизация капитального ремонта пути на предприятиях железнодорожного транспорта
2. Определение потребностей проектирования легкой ЩОМ
3. Определение целей проектирования
4. Определение признаков объекта проектирования
5. Поиск вариантов технического решения
6. Выбор оптимального решения
7. Анализ принятого решения
8. Описание работы ЩОМ
Список использованной литературы
Исходные данные:
Машина массой не более 40 тонн.
Глубина вырезки щебня – 250 мм ниже подошвы шпалы.
Теоретическая производительность – 250 м3/час.
Качество очистки – не менее 80 %.
Введение
В настоящее время научно-технический прогресс связан с перевооружением производства на основе наукоемких технологий. На железнодорожном транспорте прогресс связан в частности с созданием и применением новых путевых машин, особенно это относится к ЩОМ.
Отечественные ЩОМ предназначены для выполнения больших объёмов работ на магистральных железнодорожных путях.
На железнодорожных путях промышленного транспорта применение этих машин оказывается нерационально, а иногда и невозможно. На промышленном транспорте используются комплекты легких путевых машин. В нашей стране легких ЩОМ пока не производится. В курсовой работе ставится задача разработки технического предложения легкой ЩОМ, способной работать в комплекте с другими легкими путевыми машинами.
1. Комплексная механизация капитального ремонта пути на предприятиях железнодорожного транспорта
Капитальный ремонт пути выполняется в три этапа:
1. Подготовительный.
2. Основной.
3. Отделочный.
Подготовительные работы связаны с подготовкой участка пути для выполнения основных работ. Основные работы выполняются комплексом машин по двум технологическим процессам.
Первый предполагает последовательность работы:
а) очистка балласта;
б) разборка пути;
в) планировка оставшегося балласта;
г) укладка новой рельсошпальной решетки;
д) досыпка балласта;
е) балластировка;
ж) подбивка, выправка и рихтовка.
Второй технологический процесс отличается тем, что вначале выполняется работа по разборке пути, а вслед за ней очистка балласта. Все остальные работы выполняются те же.
Для выполнения основных работ на железнодорожных путях промышленного транспорта имеются все легкие путевые машины, кроме ЩОМ. Отделочные работы выполняются после основных и заключаются в установлении средств связи, установки настилов и т.д.
2. Определение потребностей проектирования легкой ЩОМ
Потребность в проектировании новых ЩОМ диктуется следующими обстоятельствами:
- в нашей стране пока нет ни серийных, ни опытных образцов, ни законченных проектных разработок легких ЩОМ;
- от применения легких ЩОМ нельзя отказаться потому, что очистка щебня остается неотъемлемой операцией ремонта пути, а существующие отечественные машины оказываются тяжелыми и особо тяжелыми. Применение их на железнодорожных путях промышленного транспорта неэффективно или зачастую невозможно;
- в зарубежной практике имеются легкие ЩОМ, однако их приобретение связано с весьма существенными затратами, а наша страна обладает научно-техническим потенциалом для создания новой техники;
- применение легких ЩОМ обеспечит экономический эффект за счет сокращения расхода дорогостоящего щебеночного материала;
- потребность в создании легких ЩОМ диктуется еще и тем, что имеющиеся отечественные ЩОМ обладают существенными недостатками: они не могут вырезать и очищать щебень на требуемую глубину, их рабочий (центробежный) орган для очитки обладает низкой надежностью.
Все перечисленное подтверждает необходимость выполнения проектной разработки.
3. Определение целей проектирования
Исходя из потребностей проектирования ЩОМ для промышленного транспорта и факторов непосредственного и косвенного её окружения, можно сформулировать следующие цели проектирования.
1. Исходя из научно-технической ситуации необходимо:
- создание легкой ЩОМ, работающей в комплекте с другими легкими машинами (0,251);
- повышение надежности машины по сравнению с существующими отечественными ЩОМ (0,15);
- повышение технологичности ЩОМ (0,05);
- повышение глубины вырезки по сравнению с существующими ЩОМ (0,2); - создание машины, вписывающейся в комплект легких путевых машин (0,15).
2. Исходя из экономической ситуации необходимо, чтобы:
- машина была конкурентоспособной и имела спрос на внутреннем и внешнем рынке (0,05);
- затраты на проектирование, подготовку производства и изготовление окупались в нормативный срок (0,05).
3. Исходя из факторов непосредственного окружения необходимо:
- создание машины для работы в районах с умеренным климатом (0,05).
4. Исходя из социальных требований, должно быть обеспечено:
- повышение эргономических и эстетических показателей ЩОМ (0,05).
1 В скобках указан относительный вес цели в долях единицы.
4. Определение признаков объекта проектирования
Исходя из целей проектирования, основными признаками ЩОМ являются:
1. Масса машины – не выше 40 т.
2. Теоретическая производительность – 250 м3/ч.
3. Минимальный радиус кривых в пути, при которых должна еще обеспечиваться работа машины – 50 м.
4. Глубина вырезки балласта – не ниже 0,25 м.
5. Наработка на отказ – не ниже 4 часов.
6. Вероятность безотказной работы – не ниже 0,8.
7. Срок окупаемости капиталовложений – не более 5 лет.
8. Уровень шума и вибрации в кабине оператора – не выше нормативного.
9. Качество очистки – не менее 80 %.
5. Поиск вариантов технического решения на основе морфологического анализа
Известные в настоящее время приемы и методы поиска технических решений по степени формализации делят на 3 группы: 1 – неформализованные эвристические2 приемы и методы, состоящие из набора эвристик; 2 – частично формализованные эвристические методы – эвроритмы, часть операций, которые написаны в виде алгоритмов; 3 – полностью формализованные приемы и методы-алгоритмы.
Наиболее распространенным методом из второй группы можно назвать метод, построенный на морфологическом анализе. Сущность его состоит в расчленении общей функции проектируемого объекта на частные и в отыскании возможных способов их выполнения. То или иное сочетание способов выполнения всех частных функций и составляет вариант технического решения.
Поиск вариантов технического решения ЩОМ для промышленного транспорта в курсовой работе выполняется на основе морфологического анализа.
Общая функция ЩОМY – удаление загрязнителей из железнодорожного балластного слоя.
Частные функции:
y1 – вырезка загрязненного балласта,
y2 – перемещение загрязненного балласта к месту очистки,
y3 – очистка балласта,
y4 – укладка очищенного балласта в путь,
y5 – перемещение загрязнителей,
y6 – перемещение машины.
2 Эвристика – приемы исследования и обучения, согласно которым обнаружение истины происходит с помощью наводящих вопросов.
В качестве средств реализации частных функций выбраны:
по y1
u11 – нож статического действия,
u12 –подрезной вибронож,
u13 – выгребное цепное устройство,
u14 – ковш,
u15 – фреза,
u16 – шнек.
по y2
u21 – ленточный транспортер,
u22 – скребковый транспортер,
u23 – винтовой транспортер,
u24 – многоковшовый цепной рабочий орган,
u25 – роторный многоковшовый рабочий орган.
по y3
u31 – центробежный грохот,
u32 – барабанный грохот,
u33 – виброгрохот.
по y4
u41 –наклонный лоток,
u42 –ленточный транспортер,
u43 – скребковый транспортер,
u44 – метатель.
по y5
u51 –наклонный лоток,
u52 –ленточный транспортер,
u53 – скребковый транспортер,
u54 – метатель.
по y6
u61 – на гусеничном ходу,
u62 – на пневмоходу.
Вариант 1.
1. Гусеничный трактор.
2. Нож статического действия.
3. Ленточный транспортер.
4. Барабанный грохот.
5. Наклонный лоток для загрязнителей.
6. наклонный лоток для очищенного щебня.
6. Выбор оптимального решения
Для сравнения вариантов ЩОМ используются в качестве критериев ранее установленные признаки объекта проектирования. Вместе с их весами по важности (lj), где индекс jозначает номер критерия, они представлены в таблице: