Разработка и выбор стратегических альтернатив развития предприятия

Цех по ремонту контрольно–измерительных приборов (КИП) располагается в отдельном помещении. Он производит ремонт снятых с локомотивов скоростемеров, амперметров, вольтметров, тахометров, счётчиков расхода электрической энергии и монтаж их на локомотив. В отделении имеется оборудование для испытания скоростемеров, стенд для проверки амперметров и вольтметров, токарный и сверлильный станки, верстаки для ремонта приборов, стеллажи, шкафы для инструментов.

Механическое отделение – предназначено для обработки восстановленных или изготовления новых деталей электросекций. В отделении имеются сверлильный, токарный, точильный, вертикально – фрезерный, горизонтально – фрезерный, круглошлифовальный, плоскошлифовальный и поперечно – строгальный станки. В отделении установлена кран – балка грузоподъёмностью 10 т.

Сварочное отделение – оборудовано протяжно–вытяжной вентиляцией. В нём предусматриваются столы для сварочных работ, стеллажи универсальные, машины для стыковой сварки.

Инструментальное отделение – осуществляет хранение, учёт и выдачу режущего, измерительного и слесарного инструмента, производит ремонт и частичное его изготовление. В отделении предусмотрены помещения для хранения и выдачи рабочего инструмента. В помещении раздаточной установлены шкафы, стеллажи для хранения.

Кладовая депо с хранящимися в ней материалами и запасными частями расположена с учётом удобства транспортировки. Кладовой содержит стеллажи, весы, шкафы, в ней хранится спецодежда, лакокрасочные изделия.

 

1.10 Тяговая территория основного ремонтного локомотивного депо

 

План тяговой территории с размещением всех сооружений, устройств железнодорожного транспорта и путей, необходимых для перевозок грузов и пассажиров, называют генеральным.

На тяговой (деповской) территории располагаются здания депо и все сооружения и устройства железнодорожного транспорта, необходимые для перевозок грузов и пассажиров.

Тяговая территория проектируемого ремонтного локомотивного депо размещена вблизи станции по одну сторону главных путей. Размещение деповской территории по отношению к путевому развитию станции и приёмоотправочным паркам обеспечивает: удобный и кратчайший проход локомотивов к поездам и обратно, не мешая работе станции с поездами и при производстве манёвров; возможность дальнейшего развития приёмоотправочных парков и тягового хозяйства. Размеры каждого отделения и участка депо определены в зависимости от принятой технологии работ в них, количества выбранного оборудования и рабочих мест в соответствии с объёмом работы по видам ремонта тягового подвижного состава.

Тяговая территория должна располагаться вблизи горловин приемоотправочных парков со стороны, противоположной пассажирскому зданию и поселку. Для связи тяговой территории с приемоотправочными парками должно выделяться не менее двух специальных ходовых путей.

На деповской территории располагают рельсовые пути для прохода локомотивов и моторвагонного подвижного состава на станцию и со станции, заезда на специализированные стойла в здании депо, для склада горюче – смазочных материалов, склада песка, для позиций обмывки, очистки и окраски локомотивов, для стоянки локомотивов запаса ОАО «РЖД» и резерва дороги, для стоянки восстановительного и пожарного поездов, если они не устанавливаются на специальных путях станции, для поворотных устройств, к складу материалов и запасных частей и  пути парка колесных пар.

Тяговая территория примыкает к станции двумя путями, по одному из которых осуществляется движение только в депо, по другому – на станцию. Радиусы кривых для путей тяговой территории, проходимых электровозом при скорости 10 км/ч, принимаются не менее 125 метров. Расстояние между осями смежных путей территории локомотивного хозяйства на прямых участках должно быть не менее 4800 мм, для путей экипировки – 5500 мм. При обыкновенных стрелочных переводах укладывают крестовины марки 1/9, а при симметричных – 1/6.

На тяговой территории основного локомотивного депо располагаются: локомотивное здание для текущих ремонтов, экипировки локомотивов; служебно-бытовые вспомогательные помещения; склады смазочных материалов и песка; здание пескосушилки; котельная и другие устройства, необходимые для нормального функционирования локомотивного депо.

Комплекс всех этих сооружений и железнодорожных путей образуют деповское хозяйство. Оно должно быть компактным, иметь минимальные по длине пути транспортирования и трубопроводы, что снижает капитальные затраты на строительство и эксплутационные расходы.

Взаимное расположение производственных участков и вспомогательных помещений для выполнения текущего ремонта и технического обслуживания отвечает следующим требованиям:

–   максимальное обеспечение прямоточности перемещения локомотивов, их узлов и агрегатов в процессе ремонта;

–   преобладающее перемещение узлов и агрегатов технологическим внутрипроизводственным транспортом;

–   сокращение протяжённости коммуникаций;

–   обеспечение охраны труда работников депо;

–   уменьшение пересечений железнодорожных линий при следовании рабочих на работу и с работы;

–   максимальное размещение производственных участков в одном здании.

Кроме того, важными показателями рациональной планировки депо и его производственных помещений являются:

–   обеспечение хороших санитарно-гигиенических и производственных условий труда;

–   возможность дальнейшего развития производственных помещений при увеличении объёма работы;

–   эстетически выразительный архитектурный облик зданий депо и его помещений.

Для выполнения задач, стоящих перед ремонтным локомотивным депо, на его территории предусматриваются поворотный круг (для проведения периодического или технологического разворота локомотива), пункт экипировки локомотивов, цеха ремонта локомотивов (для выполнения ТО–4), вспомогательные цеха (для выполнения ремонта отдельных узлов и агрегатов локомотива), административно – бытовой корпус (для размещения помещений душевых, раздевалок, рабочих кабинетов аппарата управления и инженерно–технического состава депо), очистные сооружения и другие производственные объекты. Учитывая производственную взаимосвязь участков и отделений, рациональной планировкой уменьшена длина транспортных путей при перемещении узлов, деталей, инструмента, материалов и агрегатов, приближены потребители к источникам электроэнергии, сжатого воздуха, горячей воды.

В целях снижения влияния производственных факторов (дыма, копоти, пыли, газа и шума) локомотивные депо отделено от жилой застройки санитарно–защитной зоной. Санитарно–защитная зона – специальная территория с особым режимом использования, которая устанавливается вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека. Территория санитарно–защитной зоны озеленена и может быть использована для размещения на ней зданий подсобного и обслуживающего значения. Озеленение территории депо производится с учётом требований пожарной безопасности, при этом зелёные насаждения размещаются таким образом, чтобы не нарушалась видимость сигналов при движении по станционным и деповским путям поездов и отдельных локомотивов.

Большое значение также имеет соблюдение требований научной организации труда, обеспечивающих в первую очередь охрану труда и технику безопасности, пожарную безопасность и прочие специальные условия.

 

 

 

 

 

 

 

2 Разработка позиции плазменного упрочнения гребней колесных пар

 

Взаимодействие колеса и рельса является физической основой движения подвижного состава по железным дорогам. От параметров этого взаимодействия во многом зависят безопасность движения.

Колесная пара является наиболее ответственным узлом подвижного состава. Колесные пары электровозов воспринимают и передают на рельсы вертикальные нагрузки от массы локомотива, при движении взаимодействуют с рельсовой колеей, воспринимая удары от неровностей пути и горизонтальные силы, через колесную пару передается вращающий момент тягового двигателя, а в месте контакта колес с рельсами в тяговом и тормозном режимах реализуются силы сцепления, это сопровождается появлением мелких или крупных участков уноса материала, а в предельных случаях образованием трещин и разрушением.

От исправного состояния колесной пары зависит безопасность движения поездов, поэтому к выбору материала, технологии изготовления отдельных ее элементов и формированию колесной пары предъявляют особые требования. В условиях эксплуатации за колесными парами необходим своевременный осмотр и тщательный уход.

В последнее время износ рельсов и гребней колес подвижного состава, особенно в кривых участках пути, является одной из актуальнейших проблем на железных дорогах Российской Федерации.

При движении состава в кривых (рисунок 2.1), учитывая возвышение наружнего рельса, точка опоры колеса на рельс (Б) смещается от центра в сторону уклона. Проскальзывание колеса, трение, в точке контакта гребня колесной пары с головкой рельса (А), приводит к их износу, который возрастает с уменьшением радиуса кривой, ростом осевых нагрузок и скоростей движения.

 

Рисунок 2.1 – Положение контактных точек между профилями колеса и  рельса в кривой.

 

На износ колес и рельсов влияют также ширина колеи, разница в диаметрах бандажей, перекос колесной пары в раме тележки, а одной из главных причин износа является соотношение твердостей сталей колес и рельса.

 

2.1. Твердость  колеса и рельса

 

До введения в эксплуатацию типа рельсов Р65,нижний предел содержания углерода для рельсов составлял 0,67 %, а бандажной стали 0,57–0,65. Соответственно твердость как рельсов, так и бандажей была примерно одинаковой и составляла: бандажей колесных пар – 275–315 НВ, рельсов – 285-330 НВ. Поэтому, согласно экспериментальным исследованиям, минимальный износ бандажей и рельсов наблюдается при соотношении их твердостей в пределах 1–1,05 по объему металла на единицу выполненной работы, как показано на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Кривая зависимости износа бандажа от отношения его твердости к твердости рельсов

В связи с постоянным увеличением грузооборота непрерывно возрастали и требования к эксплуатационным свойствам рельсов. Чтобы увеличить сопротивляемость контактно–усталостным нагрузкам (смятию, выкрашиванию, износу, хрупкому разрушению), начали увеличивать содержание углерода в рельсах и сейчас оно составляет 0,72 %. Твердость объемно-закаленных рельсов Р65 возрасла в 1,5 раза по сравнению с твердостью колес и стала составлять 400 – 450 НВ (по Бриннелю), а твердость бандажей колесных пар электровозов осталась равной 275 – 315 НВ. Пара «мягкое колесо – твердый рельс» взаимодействуют хуже. Это значит, что при переходе на новый тип рельсов с повышенной твердостью (объемно–закаленные) увеличился как износ бандажей, так и износ рельсов.

Общее повышение твердости бандажей колесных пар позволяет значительно снизить интенсивность износа рабочей поверхности, тем самым увеличивая ее ресурс и снижая затраты на ремонт локомотива.

Для того чтобы бандажи колесных пар локомотивов не разрушались под воздействием ударно–переменных нагрузок, их материал должен быть вязким. Но так как давление колес на рельсы предается по небольшим площадкам, необходимо, чтобы металл (особенно верхних слоев поверхности катания гребня) обладал достаточным сопротивлением смятию, износу, контактно-усталостным повреждениям, то есть был твердым, но не хрупким. Причем, твердость бандажа не должна вызывать затруднений при периодических обточках для восстановления заданного профиля.

В качестве одного из мероприятий, позволяющего снизить износ гребней бандажей колесных пар, Дирекцией по ремонту тягового подвижного состава ОАО «РЖД» предусматривается их закалка различными способами.

 

2.2. Методы  плазменной закалки гребней колесных  пар

 

При использовании различных источников нагрева (плазменный, лазерный и др.) основным параметром, влияющим на процесс закалки, является тепловой поток, создаваемый на поверхности изделия (рисунок 2.3), его распределение в пространстве и времени. Именно этот параметр определяет условия нагрева металла и, соответственно, параметры закаленного слоя (глубина, ширина, макро- и микроструктура, распределение твердости по глубине слоя).

 

Рисунок 2.3. – Зона упрочнения колесной пары

 

В настоящее время распространение получили следующие технологии упрочнения: 1) плазменно–пламенная (ППУ), 2) магнитоплазменная (МПУ), 3) плазменно–дуговая (ППД), 4) лазерная, причем после упрочнения структура закаленного слоя в приповерхностной зоне металла практически идентична. Однако каждый из способов имеет ряд недостатков.

 

1. Технология ППУ использует азот особой чистоты, время упрочнения в 5–6 раз больше, чем при МПУ, что приводит к значительным энергозатратам (приблизительно 100 кВт∙ч), два работающих плазменных генератора создают высокий уровень шума, что затрудняет использование метода ППУ под электровозом. Глубина закаленного слоя относительно не большая и составляет приблизительно 1,2 мм.
2. Технология МПУ обеспечивает толщину упрочненного слоя 0,7 мм, однако твердость составляет 650 НВ. Высокую твердость обуславливает образование «жестких» мартенситных структур в приповерхностных слоях и, как следствие, повышенные значения внутренних напряжений, которые могут приводить к образованию микротрещин.
3. Технология ППД не позволяет получать ширину закаленной зоны, которая бы покрывала всю поверхность гребня. По этой причине возникает необходимость закалки второй дорожки на поверхности гребня, с просветами между дорожками. В этом просвете наблюдается разупрочненная зона. К тому же, при закалке второй дорожки в ряде случаев разупрочняется и предыдущая закаленная дорожка. Кроме того, глубина закаленного слоя быстро уменьшается от центра к краю дорожки до нуля. Вместе с тем, плазменный генератор создает высокий уровень шума, что приводит к необходимости создания звуковой изоляции поста плазменной обработки. А это практически невозможно, как, например, при работе под локомотивом. Также, в этой технологии в качестве плазмообразующего газа используется азот особой частоты, отсутствующий в ряде регионов.
4. Лазерная технология требует громоздкого и дорогостоящего оборудования, а при его эксплуатации – высококвалифицированного персонала, что в условиях депо практически неосуществимо. Глубина закаленного слоя незначительна     (0,8 мм) из–за высокого уровня тепловых потоков (около Вт/см2), создаваемых лазерным лучем на поверхности обработки.