Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

Повышение эффективности выявления греющихся букс. (напольное оборудование, ориентация и камеры)

irina_krut2020 2050 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 82 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 23.04.2020
Дипломный проект содержит 86 страницы, 18 рисунков, 5 таблицы, 8 источников, 4 приложения. КОНТРОЛЬ, БУКСОВЫЙ УЗЕЛ, ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ, БОЛОМЕТР, НАПОЛЬНАЯ КАМЕРА, БЛОК СОПРЯЖЕНИЯ, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. Рассмотрены существующие, отечественные и зарубежные устройства контроля греющихся букс. Установлено, что все системы контроля основаны на бесконтактном тепловом контроли греющихся букс и сравнении их по различным критериям с величиной порога. Анализ существующих решений показал, что в большинстве известных решений контроль осуществляется путем сравнения температуры корпуса буксы, с учетом температуры наружного воздуха по тем или иным критериям с величиной порога. В существующих технических решениях ориентация буксовых узлов выполнена на нижнюю или заднюю стенку корпуса буксы, при этом оказывается, что число отцепов по грению заднего подшипника превышает число случаев отказа переднего подшипника. Поэтому в работе предлагается изменить конструкцию напольной камеры, установить два приемника инфракрасного излучения с ориентацией на передний и задний подшипник. Результаты анализа существующих решений показали, что в зависимости от типа приемников инфракрасного излучения и конструкции напольной камеры, калибровка осуществляется в соответствии с графиком, за это время возможно резкое изменение температуры. Поэтому предлагается рассмотреть автоматическую калибровку напольной камеры после прохода каждого поезда. Предложена конструкция напольной камеры, рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности, так же рассмотрены экономические вопросы, предложенные в экономическом разделе проекта.
Введение

На железнодорожном транспорте Российской Федерации на буксовый узел приходится до 61,2% от общего количества браков по вагонному хозяйству и до 27% отцепок вагонов в период гарантийного срока эксплуатации последеповского или капитального ремонта. По данным ВНИИЖТ в первый месяц эксплуатации выходит из строя 35% буксовых узлов, в первую очередь, по грубым нарушениям технологии монтажа. В последующие месяцы растут отцепки связанные с повреждением колец подшипника, роликов и сепаратора. Значительная часть неисправностей буксового узла связана с повышением его нагрева с различной интенсивностью. Контроль состояния буксовых узлов в эксплуатации производится визуально на пунктах технического обслуживания осмотрщиками вагонов, а на перегонах и подходах к пунктам технического обслуживания (ПТО) - напольными бесконтактными средствами теплового контроля (СТК) по инфракрасному (ИК) излучению от букс проходящих поездов. По существу СТК являются основными аппаратными средствами контроля буксовых узлов на российских железных дорогах и большинстве зарубежных дорог. Данные системы контроля технического состояния подвижного состава позволяют своевременно выявлять появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности ходовых частей подвижного состава и, тем самым, предупредить возникновение необратимых отказов, способных привести к авариям и крушениям. Широкое применение СТК и огромная роль данных средств в процессе обеспечения безопасности движения, ставят большое количество вопросов в процессе проектирования и эксплуатации СТК и подвижного состава, решение которых требует проведения теоретических и экспериментальных исследований. Однако исследования в данной области носят разрозненный характер, касающийся или объекта диагностирования - буксы, или вопросов совершенствования оборудования СТК. В этом направлении много сделано, дальнейшие развитие этой отрасли поможет совершенствовать действующие системы теплового контроля и повысить на сети железных дорог. Безопасность движения железнодорожных экипажей связанно с правильной эксплуатацией устройств СЦБ, но повышение безопасности железнодорожных экипажей зависит и от подвижного состава и от верхнего строения пути. Одним из условий обеспечения надежной работы подвижного состава является контроль греющихся букс, в этом направлении известные работы начались с 50х годов, как у нас, так и за рубежом. Эти работы направлены на своевременное выявления греющихся букс и таким образом предотвращая крушение. Совершенствование аппаратуры греющихся букс приводит к тому, что появляются новые признаки распознавания греющихся букс, появляется новая элементная база. И одним из направлений совершенствование греющихся букс является новый подход к ориентации приемника инфракрасного излучения и размещение их на полотне железной дороги.
Содержание

Введение…………………………………………………………………....7 Определения …………………………………………………………… …8 Обозначение и сокращение…………………………………………….....9 1. Распознавание греющихся букс………………………………………....10 1.1 Необходимость выявления греющихся букс……………...…………...12 1.2 Системы и устройства контроля букс…………............………………..13 1.3 Анализ существующих решений ………………………..……………...30 1.4 Постановка задачи………………………………………….....................32 2 Повышение_эффективности_выявления_греющихся_букс……….….34 2.1 Выбор зоны обзора………………………………………….....................37 2.2 Требования_к_конструкции_напольной_камеры….……………….....39 2.3 Конструкция напольной камеры………………………………….........40 2.4 Схемы управления положением болометров…………….....................44 2.5 Разработка модуля управления камерой……………………………....48 2.6 Расчет показателей надёжности компонента модуля напольной камеры КНМ – 07БА………………………………………………………………….....53 3 Экономическая часть……………………………………………………….57 3.1 Общие положения ……………………………………………………..…..57 3.2 Расчет эксплуатационных затрат……………………………………….....59 3.3 Анализ полученных результатов………………………………………......65 3.4 Расчет экономической эффективности……………………………….…...66 4. Охрана труда………………………………………………………………....68 4.1 Требования безопасности при техническом обслуживании средств автоматического контроля греющихся букс…………….........………..……..68 4.2_Безопасность при обслуживании электронных вычислительных машин………..………………………………………………………….……….69 4.3 Действия электромеханика и электромонтёра по оказанию первой медицинской_помощи_пострадавшим………………………………………..72 4.4 Требования безопасности при выполнении графика регламентных работ………………………………………….…………………………...….....77 Заключение…………………………………………………………………......80 Список используемых источников…………………………………………....82 Приложения А – Структурная схема напольной камеры КНМ – 07БА…....83 Приложения Б - Структурная схема модуля управления камерой………...84 Приложения В – Принципиальная схема модуля управления камерой…....85 Приложение Г - Структурная схема ориентации напольной камеры………86
Список литературы

1. КТСМ_–_0.2_-_http://infotecs-at.ru/products/4 Научно-производственное предприятие ООО «Инфотэкс АТ» 2. «Средства контроля буксовых узлов (описание ДИСК-Б, ПОНАБ)» http://scbist.com/studentu-vagonniku/6838-sredstva-kontrolya-buksovyh-uzlov-opisanie-disk-b-ponab.html 3. А.А. Миронов, В.Л. Образцов, А.Э. Павлюков. Теория и практика бесконтактного теплового контроля буксовых узлов в поездах. – Екатеринбург: РПФ «Ассорти», 2012г. 4. Конференция на кафедре «Автоматики и телемеханики» Доклад Шайхтдинова Р.И. «Исследование нагрева корпуса буксы в зависимости от места нахождения дефекта». 5. http://www.rcit.su/techinfoG1.html А.В Саперов, Технолог центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов филиала ОАО «РЖД» 6. Анализ состояния условий и охраны труда в ОАО «РЖД» за 2010 год – М.: ОАО «РЖД». 75 с. 7. Карнаух, М. И. Рязанов, М. Н. Карнаух // Справочник специалиста по охране труда, 2007. № 8. С.18 - 26. 8. Клочкова Е.А. Охрана труда на железнодорожном транспорте.- М., 2004.
Отрывок из работы

Распознавание греющихся букс Существующая система обслуживания подвижного состава включает периодическое освидетельствование ответственных узлов вагонов, их технический осмотр, ремонт на станциях и контроль в пути. Для этого на дорогах организуются ПТО вагонов, ПКТО вагонов и КП. ПТО размещаются на станциях массовой погрузки-выгрузки, сортировочных станциях. Здесь выполняется основной объём работ по техническому обслуживанию вагонов. ПКТО и КП организуются на участковых и промежуточных станциях, участках безостановочного следования поездов и предназначены для контроля и устранения возникающих в пути неисправностей, угрожающих безопасности движения. На участках безостановочного движения поездов протяжённостью до 300 км ПКТО размещаются в середине участка, а КП – через каждые 50-70 км вдоль участка. Для обеспечения тщательного осмотра скорость поезда в пунктах осмотра снижается до 30-40 км/ч. Во время остановки пассажирских поездов осмотр вагонов проводят сплошным осмотром буксовых узлов. При визуальном осмотре буксовых узлов на ходу поезда по характерным внешним признакам можно обнаружить только явные отказы букс, причём главным образом только с подшипниками скольжения. Обнаружить буксу с роликовыми подшипниками на ранней стадии нагрева значительно труднее, особенно визуально. Одним из путей увеличения безотказности движения является создание аппаратных методов контроля. Развитие устройств происходило в направлении групповых и индивидуальных методов контроля букс. Индивидуальные средства контроля располагаются непосредственно в каждом буксовом узле. В качестве датчиков используются различные тепловые индикаторы. Достоинства данного метода контроля – простота, непрерывность контроля, независимость от внешних условий. В силу значительной стоимости и невысокой эффективности данные средства не нашли широкого распространения. Индивидуальными средствами контроля в нашей стране и за рубежом оборудуются пассажирские вагоны. Групповые средства контроля размещаются в дискретных точках пути и последовательно контролируют буксы всех проходящих поездов. В этом случае нет необходимости оборудовать весь вагонный парк устройствами контроля, что является достоинством метода. Учитывая инерционность процесса нагрева буксы, можно путём рационального размещения пунктов контроля свести к минимуму потери от дискретности контроля, то есть отслеживать динамику нагрева. Из устройств группового контроля на практике наибольшее распространение нашли устройства, основанные на преобразовании энергии инфракрасного излучения букс. Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод, что наибольший интерес представляют дискретные пункты контроля аппаратного типа, которые возможно разместить в различных пунктах следования. Данный метод исключает много факторов при поиске и выявлении греющихся букс, возможность отслеживание динамики нагрева, также имеет интерес с экономической точки зрения по сравнению индивидуальными средствами контроля. Необходимость выявления греющихся букс Буксвый_узел_один_из_ответственных_узлов_ходовых_частей_подвижного состава – служит для передачи радиальных и осевых нагрузок к шейке оси, вращающейся в буксовых подшипниках колёсной пары. Существуют буксовые узлы с подшипниками скольжения и роликовыми подшипниками. Различный эксплуатационный нагрев элементов подшипников вызывает температурные деформации, которые, уменьшая зазоры, могут привести к защемлению роликов между кольцами и разрушению роликового буксового узла. Поэтому температура буксового узла является важным критерием, характеризующим техническое состояние подшипников. Букса может нагреваться в результате неправильно установленного осевого и радиального зазора, в результате внезапных отказов подшипников качения. На температуру букс также оказывает влияние температура наружного воздуха, что указывает на необходимость коррекции температуры, на которую настраиваются приёмники аппаратуры. Букса с подшипником скольжения является наименее надёжным узлом грузового вагона. Из-за перегрева букс каждый третий вагон рабочего парка ежегодно поступал в текущий отцепочный ремонт. В процессе эксплуатации необходимо выявлять неисправные (греющиеся) буксовые узлы, так как их эксплуатация представляет угрозу безопасности движения поездов. Автоматическая система контроля технического состояния буксовых узлов позволяет своевременно выявлять и исключать появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности подвижных частей состава и предупредить возникновение необратимых отказов, способны предотвратить аварии, сократить время остановок в пути по техническим причинам и повысить безопасность движения. Системы и устройства контроля букс КТСМ - 0.2 Комплекс КТСМ-02 [1] является микропроцессорной многофункциональной системой автоматического контроля технического состояния железнодорожного подвижного состава. Комплекс состоит из перегонного (постового и напольного оборудования), концентратора информации КИ-6М и автоматизированного рабочего места оператора (АРМ ЛПК), размещённых на станции. На линейных пунктах контроля система КТСМ-02 комплектуется подсистемами контроля различного назначения (см. структурную схему на рис 1.2.1 и 1.2.2): буксовых узлов (Б) и заторможенных колесных пар или тележек (Т), а по отдельному заказу доукомплектовывается подсистемой контроля дефектов колес (К), подсистемой (В) для обнаружения волочащихся деталей (УКСПС, СКВП-2). Рисунок 1.2.1 – Структурная схема напольного оборудования КТСМ-0.2 Рисунок 1.2.2 – Структурная схема помещение поста контроля Информационное взаимодействие подсистем различного назначения в составе локальной сети комплекса КТСМ-02 организовано по протоколу «CAN». Имеется возможность обработки 14 входных и формирования 4 выходных дискретных сигналов. Информационное взаимодействие перегонного оборудования со станционным концентратором информации КИ-6М и с системой передачи данных оперативно-технологического назначения (СПД-ОТН) осуществляется по стыку «С1-ТЧ» методом частотной манипуляции в соответствии с рекомендациями V23 МСЭ-Т со скоростью 1200 бит/с, по выделенному каналу тональной частоты с 4-х или 2-х проводным окончанием длиной до 30 км или по стыку «RS-232C» (С2) – со скоростью от 1200 до 9600 бит/с. Информационное взаимодействие с АСУ ПТО через «ПАК СКАТ» по локальной вычислительной сети. В_состав_комплекса_КТСМ-02БТ_входят: Блок силовой коммутационный (БСК-1), обеспечивающий подключение_всего_оборудования_КТСМ_02_к_сети_основного_и_резервного электропитания; Контроллер периферийный (ПК-05) - микропроцессорное устройство, выполняющее все «интеллектуальные» функции по сбору, обработке и передаче_в_АРМ_ЛПК_и_АРМ_ЦПК_данных_от_комплекса; Блок управления напольными камерами (БУНК) – от 2 до 4 шт.(по заказу потребителей); Стойка_приборная; Камера_напольная_КНМ-05_(рис._1.2.3)_–_от_2_до_4_шт.; Калибратор_КТП-1_(рис._1.2.5); Датчик_счета_осей_(ДМ-95,_ПЭ-1)_–_4_шт; Датчик температуры наружного воздуха (ДТНВ-А) в аспирационном контейнере; Щит вводно-распределительный (ВРУ), предназначен для приёма с двух фидеров электрической энергии, её учёта и распределения по потребителям; Блок_бесперебойного_питания; Комплект монтажных принадлежностей (соединительные коробки, муфты, кабели,_инструмент); АРМ ЛПК на базе персонального компьютера; Комплект_эксплуатационных_документов. Функциональные возможности КТСМ-02БТ: Автоматическое восстановление счета осей при сбое работы датчиков; Повагонное измерение скорости движения поезда с восооыдачей графика; Измерение температуры буксовых узлов, температуры наружного воздуха и приемника ИК-излучения с выдачей графиков температур в градусах Цельсия; Автодиагностика всего оборудования, включая приемно-усилительные тракты, датчики счета осей, источники питания и каналы связи; Автоматическое распознавание типа подвижных единиц (локомотив, ЭПС, пассажирский или грузовой вагон), задание для каждого из них порога обнаружения дефектов в условных единицах (квантах) или в градусах Цельсия, в том числе по разности температур букс на одной оси и по стороне подвижной единицы; Передачу дежурному персоналу станции и поездной бригаде голосового сообщения о наличии и расположении в поезде неисправных узлов, угрожающих безопасности движения (речевые информаторы ПРОС-1? РИ-1М в составе АРМ ЛПК); Возможность тестирования и изменения параметров настройки перегонного и станционного оборудования в режиме удаленного доступа; Контроль и учет в базе данных АРМ ЛПК выполнения регламентных работ по техническому обслуживанию КТСМ-02; Возможность получения из АСОУП данных о поездах и вагонах в режиме «Запрос-Автоответ» для идентификации поездов и вагонов; Реализация функции слежения за развитием дефектов на участке безостановочного движения поездов с выдачей сигнализации Тр.0{Д}; Особенности: Ориентация приемника инфракрасного (ИК) излучения на буксу параллельно оси пути под углом 55 градусов к горизонту (подсистема «Б»); Ориентация приемника инфракрасного (ИК) излучения на буксу перпендикулярно оси пути под углом 55 градусов к горизонту «Т»; Преобразования мощности ИК-излучения буксы (колеса) в цифровой сигнал непосредственно в приемной капсуле КНМ-05 с выдачей информации о тепловом состоянии буксовых узлов в уровнях-квантах и в градусах Цельсия; Обеспечения возможности обнаружения заторможенных колесных пар грузовых вагонов без вспомогательных напольных камер; Наличие сервисного оборудования, включая программно-аппаратный комплекс «СТЕНД» для диагностики и настройки модулей комплекса. Технические характеристики: Диапазон_скоростей_движения_поездов_по_участку_контроля: Грузовых от_5_км/час_до_150_км/час; Пассажирских_от_5_км/час_до_250_км/час. Рабочая_температура_окружающей_среды_°С: Напольного_оборудования_ от_–60_до_+55; Постового_перегонного_оборудования_от_+1_до_+55; Станционного_оборудования_ от_+10_до_+55. Дополнительная_информация: Количество_осей_в_вагоне_ до_32; Напряжение_питания_2_фидера_220В_переменного_тока; Потребляемая мощность (лето/зима) 250/1850 ВА. Рисунок 1.2.3 – Камера КНМ-05 и ДТНВ в аспирационном контейнере Рисунок 1.2.4 – Схема ориентации болометра в КТСМ – 02: 1 - нижняя цилиндрическая часть корпуса буксы; 2 - оптическая ось (фокус) болометра Рисунок 1.2.5 – Калибратор КТП-1 Калибратор - представляет собой имитатор-эталон нагретой буксы и предназначен для настройки приемоусилительных трактов аппаратуры обнаружения_перегретых_букс_путем_задания_нормированного_значения _разности_температур_наружного_воздуха_и_излучателя. Функция дистанционного управления калибратором позволяет выполнять_настройку_аппаратуры_в_полуавтоматическом_режиме._В_энергонезависимой памяти устройства хранится массив настроечных таблиц согласно_приложений_к_Инструкции_ЦВ_ЦШ_453_и_технологии_обслуживания аппаратуры_контроля_букс. Аппаратура обнаружения перегретых букс компании SERVO CORPORATION OF AMERICA (США) Аппаратура обнаруживает перегретые буксы по температуре задней стенки корпуса буксы, причем для каждой определяется превышение температуры корпуса буксы над температурой окружающего воздуха. Оборудование аппаратуры условно делится на напольное, постовое и станционное (рис. 1.2.6) [2] В состав напольного оборудования входят: два считывающих устройства с приемными капсулами 2, содержащими болометры, оптические системы и предварительные усилители, узлом заслонки 3 и устройствами обогрева 4; датчики прохода колесных пар 5—8, крайние из которых (5, 8) служат для определения направления движения поезда, включения аппаратуры и открытия заслонок, а средние (6, 7) — для образования зоны стробирования; кабельная соединительная коробка 9. Рисунок 1.2.6 - Структурная схема аппаратуры компании SERVO CORPORATION OF AMERICA Ось оптической системы ориентирована на заднюю стенку корпуса буксы под углом 35° в вертикальной плоскости по отношению к плоскости пути и под углом 5° в горизонтальной плоскости относительно оси пути. В качестве датчиков прохода колес в аппаратуре применены маг¬нитные педали. Датчик крепится к рельсу с внутренней стороны колеи. Так как сигнал на выходе обмотки датчика пропорционален скорости изменения магнитного потока, то датчик подобного типа устойчиво ра¬ботает при скорости движения поезда, превышающей 8 км/ч. В состав постового оборудования входят: импульсные усилители тепловых сигналов 12. 13. блок контроля направления 10, испытатель¬ное устройство 11 и блоки электропитания болометра и постового обо¬рудования (блоки питания на структурной схеме не показаны). Назначение импульсных усилителей — усиление и формирование сигналов с амплитудой, пропорциональной температуре корпуса буксы. Устройство контроля направления выполняет 2 основные функ¬ции: определяет направление движения поезда и вырабатывает коман¬ды управления, обеспечивающие последовательность взаимодействия блоков и узлов аппаратуры. При контроле поезда устройством контроля направления выраба-тываются стробирующие импульсы, а после окончания контроля — команды на закрытие заслонок, включение обогревателей и остановки двигателя самописца. Испытательный блок предназначен для проверки усилительного тракта аппаратуры, ее регистрирующего оборудования. В режиме проверки испытательный блок подключается ко входу импульсных уси¬лителей и имитирует тепловые сигналы и сигналы датчиков прохода колес. Станционное оборудование аппаратуры комплектуется трехканальным самописцем 16, блоком обработки данных 17, цифро¬вым индикатором (электронным указателем) 18 и устройствами сигна¬лизации 22, 23. Три канала самописца 19, 20. 21 предназначены для записи тепловых сигналов букс левой и правой сторон поезда, а так¬же для отметки перегретых букс в поезде. Блок обработки данных формирует сигнал «тревоги» в случае превышения выбранного порогового значения амплитудой сигнала буксы левой или правой стороны вагона или при превышении порогового значения разностью амплитуд сигналов букс одной колесной пары. Сторона поезда, на которой обнаружена перегретая букса, отмечается загоранием соответствующего оптического индикатора. При появлении на входе цифрового регистратора сигнала «тре¬воги» включается генератор, который вырабатывает акустический сигнал. Служебная связь между постом и станцией организуется по от¬дельной физической двухпроводной линии связи с применением теле¬фонных аппаратов 14, 15. Конструктивно аппаратура выполнена в виде двух самостоятельных устройств (передающего и приемного), каждое из которых имеет от¬дельный блок электропитания. В аппаратуре активно использована часть спектра телефонного канала, имеющая относительно низкий уро¬вень шумов (1200—3050 Гц). В этом диапазоне частот размещается до 11 каналов с несущими частотами 1275, 1445, 1615 и т. д. до 2975 Гц через каждые 170 Гц. Сообщения каждого канала передаются в линию по методу частотной модуляции ЧМ одной из перечисленных несущих частот.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg