КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ РЕМОНТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Издание второе, переработанное и дополненное
Утверждено
Главным управлением учебными заведениями МПС в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта.
Перельман Д. Я., Норкин Я. А., Скиба И. Ф., Арустамян С. А., Иунихин А. И. Москва, «Транспорт», 1977.
В книге рассмотрены основные методы и средства механизации и автоматизации производственных процессов ремонта локомотивов и вагонов; описаны устройства механизированных линий для ремонта подвижного состава, конструкции конвейеров, стендов, механизмов и средств автоматики; изложены основные методы проектирования механизированных и автоматических линий, оценки экономической эффективности механизации и автоматизации ремонтного производства.
Предназначена в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта, а также может быть полезна инженерно-техническим работникам депо и заводов по ремонту подвижного состава и производству запасных частей.
ГЛАВА I
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
§ 1. Общие сведения
Механизация производства представляет собой процесс замены мускульной силы человека работой машины или системы машин при выполнении основных и вспомогательных производственных операций.
К механизированным относятся такие операции, при выполнении которых используют различные механизмы, машины, агрегаты, инструменты, приводимые в действие электрическим, гидравлическим и пневматическим приводами или с помощью силы тяжести (склизы, спуски, бункера и др.). Операции, выполняемые домкратами, лебедками, талями и другими механизмами с ручным приводом, не относятся к механизированным.
На начальном этапе механизируют обычно отдельные наиболее тяжелые и трудоемкие операции производственного процесса; такая степень механизации называется частичной. Характерен переход от механизации частичной к механизации комплексной, под которой понимают механизацию всех операций, составляющих производственный процесс данной работы. Для комплексной механизации необходим соответствующий комплект машин, механизмов, стендов, обеспечивающих выполнение каждой производственной операции.
Автоматизация производства — это применение машин, механизмов, приборов, позволяющих осуществить управление производственными процессами по заданной программе или заданным критериям без непосредственного участия человека.
Автоматизация представляет собой качественно более высокую ступень развития техники производства, но она базируется на механизации и является ее органическим развитием. Сложность современного производства, ускоренные темпы производственных процессов требуют создания и внедрения специальных, автоматически работающих (по заданной программе) аппаратов и машин, высвобождающих человека от управления и контроля производственными процессами.
При полной автоматизации производства все процессы получения и передачи материалов, преобразования, включения и выключения энергии, обработки информации, управления основными и вспомогательными операциями и контроль осуществляются автоматически. В задачу инженерно-технического и обслуживающего персонала входит настройка машин и аппаратов, контроль за работой средств автоматики и технологического оборудования, ремонт и замена оборудования.
Развитие автоматизации производства характеризуется переходом от автоматизации отдельных операций к автоматизации совокупности основных и вспомогательных производственных процессов участка, цеха, депо или завода; такая автоматизация называется комплексной.
Организационно-технологические предпосылки механизации и автоматизации производственных процессов на предприятиях по ремонту подвижного состава следующие:
минимальное число типов подвижного состава; максимальная стандартизация, унификация и взаимозаменяемость деталей и узлов; крупносерийное и массовое поточное производство; использование типовых технологических процессов изготовления и ремонта деталей подвижного состава на основе высокой концентрации операций.
§ 2. Производственные процессы и управление ими
Производственным процессом называют совокупность действий, в результате которых материалы, заготовки, полуфабрикаты, отдельные детали и узлы превращаются в готовую продукцию. Любой производственный процесс представляет собой процесс труда, когда работник, воздействуя на предметы труда (материалы, заготовки, детали), с помощью средств труда (инструмента, приспособлений, механизмов и машин) превращает их в готовый продукт.
Каждый производственный процесс можно расчленить на технологический и организационный.
Технологическим процессом принято называть часть производственного процесса, непосредственно связанного с изменением формы, размеров, внешнего вида, физико-механических свойств и состояния предметов труда.
Организационный процесс включает в себя операции контроля, транспортировки, хранения и учета.
Технологический процесс расчленяют на технологические операции, выполняемые над определенным предметом труда одним исполнителем (или определенной группой исполнителей) непрерывно и на одном рабочем месте. Таким образом, технологическая операция характеризуется неизменностью предметов труда (деталь), рабочего места (оборудования) и исполнителей.
Управление элементарным производственным процессом складывается из:
- управления движением и направлением процесса (пуск и остановка, изменение направления процесса и т. п.);
- управления технологическим режимом процесса. Технологический режим производственного процесса характеризуется совокупностью его качественных и количественных показателей. К качественным показателям относятся, например, температура нагревательной печи, частота вращения якоря электродвигателя, давление жидкости в гидросистеме.
Количественными показателями процесса являются объемы поступления материалов, вещества или энергии и др.
Качественные и количественные показатели производственного процесса взаимозависимы, что позволяет управлять изменением качественных показателей за счет изменения показателей количественных. Например, изменение температуры нагревательной печи достигается изменением притока тепла и т. д.
В зависимости от характера задаваемых технологических режимов различают производственные процессы со свободными режимами (неуправляемые); с управлением режимами по направлению; со свободными, заранее заданными в определенных пределах режимами; производственные процессы с управляемыми режимами.
Примером производственного процесса со свободным режимом является электрическая лампа; режим ее свечения неуправляем, а управление сводится к включению и отключению электрической лампы.
Работа насоса может служить примером процесса с управляемым режимом по направлению. Управление процессом будет заключаться в включении, отключении и реверсировании привода насоса, а режим его работы будет неуправляемый.
В качестве примера процесса со свободным режимом в заданных заранее пределах можно привести кислородный баллон. Определенное давление газа в нем поддерживается предохранительным клапаном. Давление в баллоне ниже предельного значения допустимо, в связи с этим режим службы является свободным, неуправляемым.
Производственные процессы с управляемыми режимами разделяют по характеру управления следующим образом:
- качественный показатель поддерживается постоянным (стабилизирующее управление);
- качественный показатель изменяется по заданному закону (программное управление);
- качественный показатель изменяется в зависимости от показателей данного производственного процесса или других производственных процессов (следящее управление).
Операции управления производственным процессом делятся на две основные группы:
- операции управления (в узком понимании), т. е. управление качественными и количественными показателями элементарных производственных процессов, их сочетание в сложном процессе с предварительным приспособлением процесса к выполнению заданных требований (настройка, регулировка);
- операции контроля, т. е. измерение величин, характеризующих требования, предъявляемые к технологическим процессам с выполнением в необходимых случаях операций аварийного управления процессом (защиты).
Процессы управления любыми объектами независимо от их природы (чувствительные органы человека или приборов) протекают по следующей схеме:
- воспринимают по каналам связи (нервы или телефон, радио и т. п.) информацию о состоянии процесса;
- перерабатывают принятую информацию;
- передают информацию органам управления и приводят их в действие.