Uploaded by Tentenmen

DP obrazets

advertisement
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ
4
ГЛАВА I ОБЩИЕ ВОПРОСЫ БАЛАНСИРОВКИ
8
1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
8
ОТДЕЛЕНИЯ ПО РЕМОНТУ ЯКОРЕЙ (РОТОРОВ)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПРЕДПРИЯТИЙ
1.1 Назначение и состав отделения
8
1.2 Компоновка оборудования на плане отделения
9
1.3 Назначение конструкции и условия работы якорей (роторов)
10
1.4 Причины износов и повреждения якорей (роторов)
12
1.5 Балансировка якорей (роторов)
14
2
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ ОТДЕЛЕНИЯ
23
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
ПО РЕМОНТУ ЯКОРЕЙ (РОТОРОВ)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1 Планирование фонда заработной платы
23
2.2 План эксплуатационных расходов
26
ГЛАВА II МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
30
БАЛАНСИРОВКИ
3
ПРЕДЛАГАЕМЫЙ МЕТОД БАЛАНСИРОВКИ
30
3.1 Формула балансировки якорей (роторов)
30
3.2 Физические основы балансировки
31
4
МОДЕРНИЗАЦИЯ СТЕНДА БАЛАНСИРОВКИ
37
4.1 Этапы модернизации
37
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
№ докум.
т
Разраб. Бадертдинов
Пров.
Р Огарко А.В.
Ивков В.И.
Реценз.
Н. контр. Кресальная Т.
Утв.
Ткачёва Л.В.
Подп.
Дата
Современные методы балансировки
якорей (роторов) тяговых
электродвигателей
Лит
Лист
Листов
Д
2
63
гр. Л-41
4.2 Физическое обоснование программы балансировки
5
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
37
45
МОДЕРНИЗАЦИИ СТЕНДА БАЛАНСИРОВКИ
ГЛАВА
БЕЗОПАСНОСТЬ
46
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА
46
III
ЭКОЛОГИЯ
И
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ
7 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ
49
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
8 ОХРАНА ТРУДА ПРИ БАЛАНСИРОВКИ ЯКОРЕЙ
54
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
(РОТОРОВ)
8.1 Обеспечение требований охраны труда
54
9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
61
ГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
-
План отделения по ремонту якорей (роторов)
-
Структурная схема доработанного стенда балансировки якорей
(роторов) электрических машин
-
Карта технологического процесса балансировки якорей (роторов)
электрических машин
-
Таблица технико-экономических показателей модернизации стенда
для балансировки якорей (роторов)
Стенд для балансировки якорей (роторов) 3D модель
Инв. № подп
Подп. и дата
-
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
3
ВВЕДЕНИЕ
На
сегодняшний
день
вопросам
динамической
балансировки
вращающихся тел уделяется особое внимание, особенно в производстве
тяговых электродвигателей для подвижного состава. Анализ эксплуатационной
надежности якорей (роторов) показывает, что в первый период эксплуатации
надежность обусловлена качеством изготовления якорей (роторов) и точностью
динамической их балансировки. После длительной эксплуатации уже при 20%
эксплуатационного ресурса, надежность снижается. Поэтому вопросы контроля
и прогнозирования остаточного ресурса становятся актуальными.
Дисбаланс только одной из вращающихся деталей узла или агрегата
приводит к вибрации всей машины. Эта вибрация может приводить к
чрезмерному износу подшипниковых узлов, шпинделей и посадочных мест.
Колебания могут привести к возникновению явления резонанса и вызвать
полное разрушение механизма. Эксплуатационные показатели ухудшаются из-
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
за поглощения энергии структурой опор. Чрезмерные колебания могут
передаваться на смежные машины и существенно вредить их точности и
правильному функционированию.
Вопросам
динамической
балансировки
вращающихся
тел
также
уделяется особое внимание в производстве авиационных, газотурбинных
двигателей, гироскопических систем в авиации, в морском флоте для целей
навигации и автоматического управления, в артиллерии и танках для
определения курса и стабилизации орудий и прицелов, горнорудной
промышленности для прокладки шахт, нефтяной – при бурении скважин
глубиной более 1000 м, строительстве и ремонте нефте-, газотрубопроводов на
Инв. № подп
Подп. и дата
подводных переходах и скальной горной местности.
Сопоставительный анализ станка для динамической балансировки,
имеющийся в Сервисном локомотивном депо Дёма и других предприятий
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
4
транспортного комплекса, в частности, открытое акционерное общество
«Уфимский тепловозоремонтный завод», Сервисное локомотивное депо
Стерлитамак
с другими типами станков, применяемых в других отраслях
промышленности, показал, что они морально устарели. На данных станках
невозможно получить абсолютно точное уравновешивание якорей (роторов).
Негативные
воздействия
неуравновешенностей
вызывают
повышенные
вибрации, что приводит к ускоренному износу и повреждениям узлов тяговых
электродвигателей. Поэтому после любого ремонта якоря или ротора
необходимо его балансировка, устраняющая возможные неуравновешенности.
Неуравновешенность
может
быть
статической,
динамической
и
совместной, характеризующейся наличием статической и динамической
неуравновешенностей одновременно.
Совместная неуравновешенность встречается наиболее часто. В этом
случае
все
центробежные
неуравновешенные
силы,
действующие
на
вращающийся якорь (ротор), могут быть приведены к паре радиальных сил и к
Подп. и дата
одной радиальной силе.
Для устранения любой неуравновешенности якорь (ротор) балансируют.
Задачей балансировки является определение массы балансировочных грузов и
мест их установки в целях компенсации действия неуравновешенных сил.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Апробация проекта. Основные этапы научно-исследовательской работы
были представлены на четырех научно-практических конференциях, среди
которых: VII Всероссийская конференция обучающихся «Национальное
достояние России», 2013 г., г. Москва; VIII Всероссийская конференция
обучающихся «Национальное достояние России», 2014 г., г. Москва; VIII
Международная научно-практическая конференция «Наука и образование
Инв. № подп
Подп. и дата
транспорту», 2015 г., г. Самара; IV Всероссийская молодежная научная
конференция
«Современное техническое образование и транспортный
комплекс России: состояние, проблемы и перспективы развития», 2016 г. г.
Уфа; также получен Патент 2548373 Российская Федерация, МПК G01М1/00.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
5
Способ балансировки роторов [Текст] / А.Н. Черепанов, А.В. Огарко [и др.];
СамГУПС.
Целью исследования. На основе научных разработок, исследований,
патентной и научно-технической литературы
по проблеме балансировки
вращающихся тел начался второй этап -
внедрения на предприятия
транспортного комплекса региона.
Задачами исследования являются:
 Проектирование и организация работы отделения по ремонту якорей
(роторов).
 Определение эксплуатационных расходов отделения по ремонту
якорей (роторов).
 Модернизация стенда балансировки якорей (роторов)
 Расчет технико-экономических показателей балансировочного стенда.
 Обеспечение экологических основ и безопасности жизнедеятельности.
Объектом исследования является балансировочный станок.
(роторов).
При
работе
над
проектом
автором
выбран
круг
основных
рассматриваемых проблем по трем направлениям: первое направление состоит
в модернизации устаревшего стенда, второе – в разработке математической
модели и эффективного использования микропроцессорной системы, третье –
проектирование организации работы отделения по ремонту якорей.
Научная новизна проекта состоит в следующем:
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Предметом исследования является метод устранения дисбаланса якорей
 Разработана концепция модернизации балансировочных стендов
открытого акционерного общества «Уфимский тепловозоремонтный
Инв. № подп
Подп. и дата
завод»,Сервисного локомотивного депо Дема; с последующим
внедрением по договорной основе на предприятия транспортного
комплекса:Сервисного локомотивного депо Стерлитамак, Моторвагонного депо Дёма, открытого акционерного общества «Уфимский
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
6
приборостроительный завод» и других предприятий региона. При
создании лабораторного комплекса на их базе с последующей
подготовкой специалистов на современном оборудовании.
 Разработано методическое указание на выполнение лабораторных
занятий
по
дисциплине:
профессиональному
«Техническая
модулю«Эксплуатация
механика»
и
и
техническое
обслуживание подвижного состава».
 Организации более тесных связей
в решении проблем открытого
акционерного общества «Российские железные дороги» и его
структур, в частности Куйбышевской железной дороги, а также
других отраслей промышленности расположенных на территории
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Республики Башкортостан.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
7
ГЛАВА I ОБЩИЕ ВОПРОСЫ БАЛАНСИРОВКИ
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
ОТДЕЛЕНИЯ ПО РЕМОНТУ ЯКОРЕЙ (РОТОРОВ)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПРЕДПРИЯТИЙ
1.1 Назначение и состав отделения
Отделение по ремонту якорей (роторов) электрических машин служит
для ремонта якорей (роторов) электрических машин в соответствии с плановопредупредительной системой ремонта действующей на территории Российской
Федерации. В основном, данное отделение располагается в участке по ремонту
электрических машин предприятий.
Отделение включает в себя следующие ремонтные позиции: стеллажи
готовой продукции и продукции подлежащей ремонту; стенд дефектоскопии
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
якорей, кантователь якорей; позицию демонтажа упорных колец; токарный
станок типа РТ-917, станок балансировки якорей с системой переносной
вентиляции типа «СОВПЛИМ», станок для пайки коллекторов, станок для
обточки якорей типа ДИП-500; позицию обточки якорей; бандажировочный
станок, станок для бандажировки и продорожки якорей, станок для наплавки
валов якорей, станок для продорожки якорей, заточной станок, патронный
кантователь.
Отделение по ремонту якорей (роторов) электрических машин рассчитано
на выпуск, за смену, четырех якорей (роторов) в объеме текущего ремонта
третьего цикла (далее ТР-3). Годовая производительность отделения при
Инв. № подп
Подп. и дата
двухсменной работе может составлять до 960 якорей (роторов). Время ремонта
одного якоря (ротора), при прочих равных условиях, составляет 10,25 ч.
Отделение по ремонту якорей (роторов) электрических машин в основном
обслуживают 6 слесарей-электриков по ремонту оборудования 5-6 разряда.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
8
Площадь отделения составляет 380 м2.
1.2 Компоновка оборудования на плане отделения
Предлагается модернизировать морально устаревшие балансировочные
станки, существующие на предприятиях железнодорожного транспорта, так как
на них невозможно получить абсолютно точное уравновешивание якорей
(роторов).
Негативные
воздействия
неуравновешенностей
вызывают
повышенные вибрации, что приводит к ускоренному износу и повреждениям
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
узлов электрических машин в частности тяговых электродвигателей.
Рисунок 1. План отделения по ремонту якорей (роторов) электрических
машин:1 – кантователь; 2 – позиция демонтажа упорных колец; 3 – мостовой
кран; 4 – стенд дефектоскопии; 5 – станок для пайки коллекторов; 6 – станок
для балансировки якорей (роторов); 7, 8 – токарные станки; 9 –
бандажировочный станок; 10 – станок для бандажировки и продорожки якорей;
11 – станок для наплавки валов и стержней;12 – станок для продорожки якорей;
13 – стеллаж продукции подлежащей ремонту;14 – стеллаж готовой продукции
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
9
1.3 Назначение конструкции и условия работы якорей (роторов)
В настоящее время электромашиностроительные заводы изготовляют
электрические машины постоянного тока,предназначенные для работы в самых
различных отраслях промышленности, поэтому отдельные узлы этих машин
могут иметь разную конструкцию, но общая конструктивная схема машин
одинакова. Неподвижную часть машины постоянного тока называют статором
(остовом), вращающуюся часть – якорем.
Статор состоит из станины и главных полюсов. Станина служит для
крепления
полюсов
и
подшипниковых
щитов
и
является
частью
магнитопровода, так как через нее замыкается магнитный поток машины.
Главные полюсапредназначены для создания в машине магнитного поля
возбуждения. Главный полюс состоит из сердечника и полюсной катушки. Со
стороны, обращенной к якорю, сердечник полюса имеет полюсный наконечник,
который обеспечивает необходимое распределение магнитной индукции в
зазоре машины. Сердечники главных полюсов делают шихтованными из
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
листовой конструкционной стали толщиной 1-2 мм или из тонколистовой
электротехнической анизотропной холоднокатаной стали, например, марки
3411. Штампованные пластины главных полюсов специально не изолируют, так
как тонкая пленка оксида на их поверхности достаточна для значительного
ослабления вихревых токов, наводимых в полюсных наконечниках, за счет
пульсаций магнитного потока, вызванных зубчатостью сердечника якоря.
Якорь машины постоянного тока преобразует электрическую энергию в
механическую и состоит из вала, сердечника с обмоткой и коллектора.
Сердечник
якоря имеет шихтованную конструкцию и
набирается из
штампованных пластин тонколистовой электротехнической стали. Листы
покрывают изоляционным лаком, собирают в пакет и запекают. Готовый
сердечник напрессовывают на вал якоря. Такая конструкция сердечника якоря
позволяет значительно ослабить в нем вихревые токи, возникающие в
Инв. № подп
результате его перемагничивания в процессе вращения в магнитном поле. На
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
10
поверхности сердечника якоря имеются продольные пазы, в которые
укладывают обмотку якоря.
Обмотку выполняют из медного провода круглого или прямоугольного
сечения. Пазы якоря после заполнения их проводами обмотки обычно
закрывают клиньями. В некоторых машинах пазы не закрывают клиньями, а
накладывают на поверхность якоря бандаж из проволоки или стеклоленты с
предварительным
натягом.
Лобовые
части
обмотки
якоря
крепят
к
обмоткодержателям бандажом.
Коллектор является инвертором постоянного тока подводимого к якорю.
Основными элементами коллектора являются пластины тока. Основными
элементами коллектора являются пластины трапецеидального сечения из
твердотянутой меди, собранные таким образом, что коллектор приобретает
цилиндрическую форму. В зависимости от способа закрепления коллекторных
пластин различают два основных типа коллекторов: со стальными конусными
шайбами и на пластмассе.
Подп. и дата
Щеткодержатель состоит из обоймы, в которую помещают щетку, курка,
представляющего собой откидную деталь, передающую давление пружины на
щетку. Щетка снабжается гибким тросиком для включения ее в электрическую
цепь машины. Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
сборными шинами, подключенными к выводам машины. Одно из основных
условий бесперебойной работы машины – плотный и надежный контакт между
щеткой и коллектором.
Условия, в которых работают тяговые двигатели весьма тяжелые. В
отличие
от
стационарно
устанавливаемых
воздействиям
окружающей
среды,
машин
динамическим
они
ударам
подвержены
со
стороны
Инв. № подп
Подп. и дата
рельсового пути и работают в условиях широко, а иногда и резко
изменяющихся значений тока, напряжения.
Несмотря на принимаемые меры, из окружающей среды в машины
попадают влага и пыль. Влага проникает в поры изоляции обмоток машин, что
приводит к снижению ее электрической прочности, создает условия для
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
11
возникновения электрического или теплового ее пробоя, приводит к
ускоренному ее старению. В сочетании с низкими температурами влага
способствует появлению инея и обледенению коллектора и щеточного
аппарата, что приводит к повышенному искрению под щетками. Повышенное
искрение возникает и от загрязнения коллектора и щеточного аппарата пылью,
попадающей в машину через не плотности люков и с охлаждающим воздухом.
Температура окружающей среды может доходить до - 40 °С зимой и до
+ 50 °С летом. Высокая температура ухудшает охлаждение электрических
машин, способствует их чрезмерному нагреву, а низкая вызывает загустевание
смазки в подшипниках, отпотевание машин при установке в депо.
При прохождении неровностей пути колесные пары, воспринимают
значительные динамические силы (особенно при высоких скоростях движения).
Эти удары, частично сглаженные системой рессорной подвески, передаются
тяговым двигателям. Наиболее чувствительны они для тяговых двигателей с
опорно-осевым
подвешиванием,
почти
половина
массы,
которых
не
Подп. и дата
подрессорена.
1.4 Причины износов и повреждений
В якорях (роторах) тяговых двигателей под действием динамических
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
ударов, получаемых при прохождении неровностей пути (стыков, пучин и т.д.)
центробежные силы и вибрация могут вызвать повышенные износы, трещины,
забоины и
задиры. Одновременно резкие и
значительные колебания
напряжения и броски тока могут вызывать в машинах повышенное искрение,
перебросы электрических дуг. Это, в свою очередь, будет приводить к
прожогам и оплавлениям отдельных элементов якорей (роторов).
Инв. № подп
Подп. и дата
Повышенный износ посадочных поверхностей будет приводить к
ослаблению посадки колец, втулок, износ резьбы – к нарушению надежности
болтовых соединений, потертость изоляции – к снижению ее электрической
прочности, а иногда и к ее пробою. Повышенный износ рабочей части
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
12
коллектора ухудшает условия токосъема, сокращает срок службы коллектора и
межремонтный пробег машины в целом.
Задиры и забоины на отдельных элементах якорей и роторов возникают
чаще всего от ударов, наносимых друг другу деталями с ослабшим креплением
или от случайных ударов при осмотре или ремонте машин. Наиболее опасны
забоины и задиры на ответственных поверхностях, таких как рабочая
поверхность коллектора, посадочные поверхности валов.
Трещины, как результат ударов, местных перенапряжений в материале
деталей или усталостных явлений в них, могут возникать в валах, якорных
коробках, фланцах, нажимных шайбах, вентиляторах, в маслоотбойных
уплотняющих
кольцах,
в
крепежных
элементах,
втулках,
болтовых
соединениях, и многих других элементах. В свою очередь трещины в одних
деталях могут вызывать поломки других. Так обломившаяся из-за трещины в
ней лопасть вентилятора может повредить полюсные катушки, лобовые вылеты
якорной обмотки, бандажи якоря, межкатушечные соединения, т.е. полностью
Подп. и дата
выведет машину из строя.
Прожоги, как правило, возникают в результате переброса электрических
дуг, как на металлические элементы якорей и роторов, так и на их изоляцию. В
эксплуатации возникают прожоги листов пакета полюсов или статоров,
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
миканитовых манжет, бандажей, передних нажимных конусов коллектора, его
пластмассового корпуса и др. Прожоги часто оказываются первопричиной
выхода из строя якорей и роторов и постановки машины на внеплановый
ремонт.
Подгары и оплавления наиболее характерны
для коллекторов
электрических машин. Возникают они в результате повышенного искрения под
Инв. № подп
Подп. и дата
щетками или от кругового огня на коллекторе. Подгорают или оплавляются
коллекторные пластины, выгорает миканитовая изоляция между ними.
Старение изоляции – процесс длительный, однако он может заметно
ускориться в результате возникающих перегревов, повышенной влажности,
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
13
воздействия электрического поля. Ускоряет процесс снижения качества
изоляции
и
непосредственное
механическое
воздействие,
нарушающее
целостность изоляции. У изоляции наблюдается снижение ее электрической и
механической прочности, возникают тепловые и электрические пробои,
особенно
при
коллектору,
значительном
повышении
напряжения,
подводимого
к
или при местных перенапряжениях. В результате в обмотках
возможно возникновение короткого замыкания между витками, а также между
обмоткой и прилегающими металлическими частями якоря или ротора.
Ослабление крепления элементов якоря и ротора возникает из-за
воздействия динамических, магнитных и центробежных сил и вибраций.
Слабнут болтовые соединения, лопаются бандажи, ослабляется клиновое
крепление обмоток.
1.5 Балансировка якорей (роторов)
Балансировку якорей (роторов) выполняют на балансировочных станках
Подп. и дата
разных модификаций для устранения неуравновешенностей, возникающих при
ремонте якоря, замене его отдельных элементов или в случае утери
балансировочных грузов. Эти неуравновешенности, особенно при большой
частоте вращения якоря (ротора), вызывают повышенные вибрации, что
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
приводит к ускоренному износу и повреждениям узлов электрических машин,
ухудшению работы подшипниковых узлови щеточно-коллекторного аппарата.
Поэтому
после
любого
ремонта
якоря
или
ротора
необходима
его
динамической
и
балансировка, устраняющая возможные неуравновешенности.
Неуравновешенность
может
быть
статической,
совместной, характеризующейся наличием статической и динамической
Инв. № подп
Подп. и дата
неуравновешенностей одновременно.
Статическая неуравновешенность возникает в том случае, когда центр
тяжести вращающегося тела смещен от оси вращения на некоторое расстояние.
При этом положение якоря (ротора) будет неустойчивым, и он начнет
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
14
перекатываться по брусу, пока не окажется в положении, когда центр тяжести и
его ось совместятся по вертикали и плечо станет равным нулю. Такая
неуравновешенность может быть выявлена статической проверкой, поэтому
она и носит название статической.
Динамическая неуравновешенность проявляется при вращении якоря,
когда на него действует пара сил от масс m1 и m2. В то же время при
расположении этих масс в одной плоскости с осевой линией якоря в
неподвижном состоянии он оказывается статически сбалансированным. Эта
неуравновешенность проявляется только при вращении якоря, поэтому и
называется динамической.
Совместная неуравновешенность встречается наиболее часто. В этом
случае
все
центробежные
неуравновешенные
силы,
действующие
на
вращающийся якорь, могут быть приведены к паре радиальных сил и к одной
радиальной силе.
Для устранения любой неуравновешенности якорь (ротор) балансируют.
Подп. и дата
Задачей балансировки является определение массы балансировочных грузов и
мест их установки в целях компенсации действия неуравновешенных сил. В
зависимости от вида устраняемой неуравновешенности различают статическую
и
динамическую
балансировки.Статическая
балансировка
сводится
к
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
определению массы груза и места его установки, чтобы создаваемый им
вращающий момент компенсировал бы момент от действия неуравновешенной
массы на плече. Тогда якорь будет статически отбалансирован.
Для
устранения
дисбаланса
якорь
(ротор)
устанавливают
на
балансировочный станок с ножевидными отшлифованными параллельными
брусьями. Чтобы не повредить вал на его части, которыми он должен опираться
Инв. № подп
Подп. и дата
на брусья, предварительно надевают специальные кольца.
Подбором, меняя массу и место приложения уравновешивающего груза,
добиваются статического равновесия якоря. Затем якорь снимают, заменяют
контрольный груз таким же по массе стальным грузом и приваривают его к
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
15
нажимной шайбе в том же месте, где стоял контрольный. Якорь (ротор)
считается отбалансированным, если при установке его на брусья в любом
положении он остается неподвижным. Так
как балансировочные грузы
устанавливают в определенных местах машины, обычно не совпадающих с
местами расположения неуравновешенных масс, то после статической
балансировки якорь становится динамически неуравновешенным и требует
динамической балансировки.
Динамическую балансировку выполняют на специальном станке, по
которому определяют место установки балансировочного груза. Каждую
сторону якоря (ротора) балансируют отдельно. Устранив небаланс с одной
стороны, приступают к балансировке другой. При этом балансировка первой
стороны немного нарушается. Ее исправляют повторной балансировкой,
определяют положение и массу грузов, необходимых для создания вращающего
момента, равного по значению моменту неуравновешенных масс, но
направленного в противоположную сторону. У ряда тяговых двигателей и
Подп. и дата
вспомогательных машин на нажимных шайбах якорей (роторов) или на
вентиляторах предусматривают специальные приливы или кольцевые выступы,
которые фрезеруют или рассверливают, что равноценно установке грузов на
противоположной части якоря. Небаланс грузов после балансировки не должен
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
превышать 30 г на сторону.
Типы балансировочных станков. Одним из признаков технологической
классификации балансировочных станков служат степень их универсальности,
т.е. то разнообразие якорей (роторов), для которых они могут быть
использованы. Чем больше это разнообразие, тем шире технологические
возможности станка. Балансировочные станки разделяют на четыре типа:
Инв. № подп
Подп. и дата
универсальные, определенного назначения, специальные и балансировочные
комплекты.
Универсальные балансировочные станки используют в серийном
производстве для определения дисбалансов вращающихся тел различных
конструкций. К этому типу относятся зарезонансные и дорезонансные станки с
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
16
осевым или ленточным приводом, обладающие высокой точностью и быстрой
переналадкой на новый тип. На них можно балансировать якоря (ротора),
отличающиеся по массе, длине и диаметру в 10-40 раз. Универсальные
балансировочные станки характеризуются допустимой массой и диаметром,
расстоянием между опорами станка, диапазоном частот вращения, мощностью
привода и точностью станка.
Минимально
допустимая
масса
вращающегося
тела
—
масса
балансируемого тела, при которой обеспечивается заданная точность станка.
Максимально допустимая масса ограничена прочностью подвески опор. В нее
входит масса якоря (ротора), его подшипников и корпуса, оснастки, т.е. вся
масса, устанавливаемая на опоры станка.
Допустимый диаметр якоря (ротора) зависит от расстояния центров опор
до станины (пола) станка. Максимальное расстояние между опорами станка
ограничено длиной направляющих станины, а минимальное — толщиной стоек.
У станков, опоры которых имеют гнездо для установки подшипника,
Подп. и дата
указывают его диаметр или наибольший диаметр цапф якоря (ротора).
Диапазон
частот
вращения
якоря
(ротора)
при
балансировке
соответствует частотному диапазону измерительного устройства, частоте
вращения и мощности приводного устройства.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Универсальные балансировочные станки изготавливают нормальной и
повышенной точности.
Для балансировки вращающихся тел массой от нескольких граммов до
десятков килограммов применяют зарезонансные станки с ленточным
приводным соединением. Измерительные устройства этих станков обычно
имеют избирательный усилитель, стробоскоп и потенциометрическую цепь
Инв. № подп
Подп. и дата
разделения плоскостей коррекции. Настройку станка на данный
тип
вращающегося тела проводят с помощью тарировочного тела.
Балансировку якоря (ротора) массой до 1000 кг выполняют на
зарезонансных и дорезонансныхстанках, как с осевым, так и с ленточным
приводом с разнообразными измерительными устройствами.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
17
Универсальные балансировочные станки для якорей (роторов) массой
более 1000 кг изготавливают с осевым приводом и ваттметрическим
измерительным устройством. Опоры станков для тяжелых якорей (роторов)
делают дорезонансными.
Станки определенного назначения предназначены для балансировки
колес автомобилей, вентиляторов, электрических двигателей в собственному
корпусе и т.п. или определенных видов балансировки — статической,
высокочастотной. Эти станки менее универсальны, обладают меньшим
диапазоном характеристик, но рассчитаны на большую производительность.
Вертикальные балансировочные станки предназначены для статической
балансировки в динамическом режиме деталей, не имеющих собственных
несущих поверхностей. Принцип действия и конструкция основных узлов
станка аналогичны горизонтальным станкам.
Специальные балансировочные станки используют в крупносерийном и
массовом производстве для балансировки якорей (роторов) определенной
Подп. и дата
массы и геометрии. Специальный станок изготавливают в нескольких
экземплярах. Для повышения производительности балансировки специальные
станки
оснащают
средствами
механизации
и
автоматизации.
Степень
автоматизации станка зависит от условий производства и может быть
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
различной.
Балансировочные
комплекты
предназначены
для
определения
дисбалансов вращающихся тел при балансировке в собственных подшипниках
и собственном корпусе без установки на станке. В качестве балансировочных
комплектов используют измерительные устройства балансировочных станков,
виброизмерительные приборы общего назначения и специальные приборы.
Инв. № подп
Подп. и дата
Типы дисбаланса. Статический дисбаланс возникает, когда основная ось
инерции смещена параллельно оси вращения.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
18
Рисунок 2. Статический дисбаланс
Этот тип дисбаланса возникает, как правило, в тонких деталях типа
различных крыльчаток и турбин. Такой тип дисбаланса может быть исправлен
помещением дополнительной массы напротив центра тяжести в плоскости
перпендикулярной к оси вращения. Статический дисбаланс может быть
обнаружен, если положить ротор на два выставленных строго горизонтально
ножа. Ротор при этом будет поворачиваться до достижения положения
равновесия, когда "тяжелое место" окажется в самом низу. Применение этого
Подп. и дата
метода очень ограничено из-за низкой точности. Статическая балансировка
достаточна только для тел вращающихся с низкой скоростью до 500 об/мин.
Моментный дисбаланс.Дисбаланс, при котором основная ось инерции
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
пересекает ось вращения в центре тяжести.
Рисунок 3. Моментный дисбаланс
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
19
Такой тип дисбаланса возникает, когда два источника дисбаланса
помещены с противоположных сторон ротора и угол между ними составляет
180°. В данном случае уже совершенно невозможно применение статического
метода обнаружения дисбаланса. Стоит только придать телу, имеющему такой
тип
дисбаланса,
некоторую
угловую
скорость
и
дисбаланс
легко
обнаруживается и измеряется. Этот тип дисбаланса не может быть исправлен
добавлением или удалением массы в единственном месте. Требуется, по
крайней мере, два таких места. Другими словами моментный дисбаланс
нуждается в другой паре для его коррекции.
Квазистатический дисбаланс. Этот дисбаланс, при котором основная
ось инерции пересекает ось вращения в точке, отличной от центра тяжести.
Этот тип дисбаланса представляет собой комбинацию статического дисбаланса
и моментного дисбаланса, где угловое положение одного компонента пары
совпадает с угловым положением статического дисбаланса. Это частный случай
динамического дисбаланса.
Подп. и дата
Динамический дисбаланс. Это дисбаланс, при котором центральная ось
инерции не является ни параллельной, ни пересекается с осью вращения. Это
наиболее часто встречающийся тип дисбаланса, который может быть исправлен
массовой коррекцией в по крайней мере двух плоскостях перпендикулярных к
и моментного дисбаланса, где угловое положение статического дисбаланса
относительно дисбаланса пары не равно ни 0°, ни 180°.
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
оси вращения. Динамический дисбаланс - комбинация статического дисбаланса
Рисунок 4. Динамический дисбаланс
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
20
Причинами
возникновения
дисбаланса
якоря
(ротора)
тяговых
электродвигателей являются избыток массы на одной стороне якоря (ротора) на
рисунке 4 и есть дисбаланс или «тяжелое место». Дисбаланс может также
возникать от недостатка массы (отверстия, раковины, выбоины) и эти места
называются «легким местом».
Рисунок 5. Дисбаланс якоря (ротора) электрической машины
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Дисбаланс может быть вызван следующим факторами: недостатки
изготовления, включая брак механической обработки и сборки; изменения в
структуре
материала
(пористость,
инородные
включения);
асимметрия,
возникающая при работе в результате перемещения каких-либо частей.
Симметричная
конструкция
и
правильная
сборка
может
часто
минимизировать проблемы, связанные с балансировкой. Большой дисбаланс
требует значительной корректировки. Необходимость балансировки должна
учитываться еще на этапе конструирования якоря (ротора).
Причинами необходимости балансировки является вибрация, которая
передается
на
опоры.
Хорошо
сбалансированный
якорь
(ротор)
это:
Инв. № подп
Подп. и дата
улучшенные качества конечного изделия; уменьшение вибрации и шума;
минимум напряжения в структуре узла или механизма; минимум потерь
мощности в узле или агрегате и в конечном счете продления срока службы
машины.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
21
Дисбаланс только одной из вращающихся деталей узла или агрегата
приводит к вибрации всей машины. Вызванная этим вибрация может приводить
к чрезмерному износу подшипниковых узлов, шпинделей и посадочных мест.
Колебания могут привести к возникновению явления резонанса и вызвать
полное разрушение механизма. Эксплуатационные показатели ухудшаются изза поглощения энергии структурой опор.
Чрезмерные колебания могут передаваться на смежные машины и
существенно вредить их точности и правильному функционированию.
Дисбаланс и центробежная сила Центробежная сила действует на
полную массу вращающегося тела и заставляет каждую частицу этого тела
стремиться от оси вращения в радиальном направлении. Если масса
вращающегося тела равномерно распределена относительно его оси, то деталь
сбалансирована и вращается без вибрации.
Однако
если
избыток
массы
существует
на
одной
стороне
вращающегося тела, то центробежная сила, действующая на эту тяжелую
Подп. и дата
сторону, превышает центробежную силу, возникающую на противоположной
стороне,которая тянет весь якорь (ротор) в направлении тяжелой стороны.
Центробежная сила, тем не менее, зависит от скорости вращения. Чем выше
скорость, тем больше центробежная сила, вызванная дисбалансом и тем
при увеличении скорости вращения в два раза центробежная сила увеличится в
четыре раза и т.д. Вот почему чем выше скорость вращения, тем большее
значение имеет балансировка.
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
сильнее вибрация. Центробежная сила увеличивается по квадратичному закону,
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
22
2 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ ОТДЕЛЕНИЯ ПО
РЕМОНТУ ЯКОРЕЙ (РОТОРОВ) ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1 Планирование фонда заработной платы
Общее списочное количество производственных рабочих отделения по
ремонту якорей (роторов) составляет 8 человек. Из них: 4 слесарь электрик по
ремонту электрооборудования (5 разряда), 2 мойщика-уборщика, 2 токаря (6
разряда).
Оплата труда слесарей, токарей – сдельно-премиальная, мойщиковуборщиков повременно-премиальная.
Часовые тарифные ставки Тч составляют: слесаря (5-ого разряда) – 75,2
руб; мойщика-уборщика – 46,7 руб; токаря (6-ого разряда) – 81,72 руб.
Для рабочих, оплачиваемых сдельно-премиально месячная тарифная
часов в месяц:
𝑻мес = 𝟏𝟕𝟑, 𝟐 × 𝑻ч ,
Взам. инв. №
Подп. и дата
ставка определяется умножением часовой тарифной ставки на норму рабочих
(1)
где 173,2 – норма рабочих часов в месяц;
Тч– часовая тарифная ставка, руб;
Инв. № дубл.
Тмес -месячная тарифная ставка, руб.
Для слесарей:
Тмес = 173,2х 75,2 = 13024,64 руб;
Инв. № подп
Подп. и дата
Для мойщиков-уборщиков:
Тмес = 173,2х46,7 = 8088,44 руб;
Для токарей:
Тмес=173,2 х 81,72=14153,90 руб.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
23
Кроме тарифной ставки рабочим сдельщикам планируется сдельный
приработок в размере 10% от месячной тарифной ставки за перевыполнение
установленных норм выработки:
Сприр = 𝑻мес ×
𝟏𝟎
(2)
,
𝟏𝟎𝟎
где Сприр –сдельный приработок.
Для слесарей:
Сприр = 13024,64 х10 / 100=1302,46;
Для мойщиков-уборщиков:
Сприр = 8088,44 х10 / 100=808,84;
Для токарей:
Сприр = 14153,90х 10/100=1415,39.
Подп. и дата
Премия
планируется
следующим
образом:
слесари
и
токари
премируются в размере 30% от сдельного заработка, мойщики-уборщики – 20%
от месячной тарифной ставки.
Сдельный заработок равен сумме месячной тарифной ставки и
Взам. инв. №
сдельного приработка:
Инв. № дубл.
𝑪зар = 𝑻мес + 𝑪прир ,
(3)
где 𝐶зар – сдельный заработок.
Для слесарей:
Инв. № подп
Подп. и дата
𝐶зар = 13024,64 + 1302,46= 14327,1руб;
Для мойщиков-уборщиков:
𝐶зар = 8088,44 + 808,84= 8897, 28руб;
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
24
Для токарей:
𝐶зар =14153,90 + 1415,39=15569,29 руб.
Тогда премия равна:
П = 𝑪зар × 𝟑𝟎/𝟏𝟎𝟎 ,
(4)
где П – премия.
Тогда премия слесарей равна:
П = 14327,1 х 30 / 100 = 4298,13 руб;
Тогда премия мойщиков уборщиков равна:
П = 8897, 28 х 30 / 100 = 2669,184 руб;
Тогда премия токаря равна:
П = 15569,29 х 30/ 100= 4670,79 руб.
оплачиваемых сдельно-премиально 2,5% от сдельного заработка, а у рабочих,
оплачиваемых повременно-премиально – 2,5% от месячной тарифной ставки:
Для слесарей:
Дпл = 𝑪зар × 𝟐, 𝟓/𝟏𝟎𝟎 ,
Взам. инв. №
Подп. и дата
Доплата за работу в праздничные дни составляет у рабочих,
(5)
Инв. № дубл.
где Д пд – доплата за работу.
Дпл = 14327,1 х 2,5 / 100 = 358,18 руб;
Для мойщиков-уборщиков:
Д пд = 8897, 28 х 2,5 / 100 = 222,43 руб;
Подп. и дата
Для токарей:
Д пд =15569,29 х 2,5 / 100 = 389,23 руб.
Инв. № подп
В состав среднемесячной заработной платы входят: месячная тарифная
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
25
ставка (оклад), сдельный приработок, премия, доплаты.
Для слесарей:
С мес = 13024,64 + 1302,46+ 4298,13 + 358,18 =18983,41 руб;
где Смес –среднемесячная заработная плата
Для мойщиков уборщиков:
С мес = 8088,44 + 808,84+ 2669,184 + 222,43 = 12508,9 руб;
Для токаря:
С мес=14153,90+1415,39+4670,79+389,23 = 20629,31 руб.
Годовой фонд заработной платы находится по формуле:
Згод = 𝑪мес × Ч × 𝟏𝟐 ,
(6)
Для слесарей:
Згод = 18983,41 х 25 х 12 = 5695023 руб;
Для мойщиков уборщиков:
Подп. и дата
Згод = 12508,9 х 2 х 12 = 300213,6 руб;
Для токарей:
Згод =20629,31 х 25 х 12=6188793 руб.
Годовой фонд заработной платы отделения:
2.2 План эксплуатационных расходов
Планирование эксплуатационных расходов производится по основным
видам работ и элементам затрат:
- заработная плата;
- отчисления на социальные нужды;
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Згод=5695023+300213,6+6188793=12184029,6 руб.
- материалы;
- топливо;
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
26
- электроэнергия;
- амортизационные отчисления;
- прочие расходы.
Отчисления на социальные нужды
Отчисления на социальные нужды составляют 38,5% от годового фонда
заработной платы (Е соц):
Е соц =12184029,6 х 38,5 / 100 = 4690851,40 руб.
Обслуживание производственных зданий и сооружений
По этой статье планируются расходы на отопление и освещение
электромашинного цеха.
Затраты на отопление определяются по формуле (Еот):
𝑬от = 𝑩ср × Тот ×
𝒆
𝒊 х 𝟏𝟎𝟎𝟎
,
(7)
где Вср– средний расход тепла помещения участка, кДж/ч;
Подп. и дата
Тот - 182 . 24 = 4416 – количество часов отопительного периода;
е = 10,2 руб. – стоимость 1 т пара (по данным депо);
i = 2268 кДж/кг – теплота испарения.
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Средний расход тепла определяется выражением (Вср):
𝑩ср = 𝟏, 𝟏 х 𝑩 × (𝒕пом − 𝒕ср.от )/𝒕пом − 𝒕нар ,
(8)
где 1,1 – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери
тепла;
В – максимальный расчётный расход тепла на отопление на 1 м3
помещения, кДж/ч;
tпом= 18оС – расчётная температура воздуха в помещении;
tсрот= - 7,6оС – средняя температура отопительного периода;
Инв. № подп
tнар= - 29оС – расчётная температура наружного воздуха.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
27
Максимальный расчётный расход тепла на отопление на 1 м3 помещения
находится из выражения:
(9)
𝑩 = [𝑩𝟎 × (𝒕пом × 𝒕пом ) + 𝑩вен × (𝒕пом − 𝒕вен )] × 𝑽,
где во= 1,89 кДж/ч – удельный расход тепла на отопление на 1 м3
помещения;
ввен= 0,42 кДж/ч – удельный расход тепла на вентиляцию на 1 м3
помещения;
tвен= - 18оС – расчётная вентиляционная температура;
V = 3368 м3 – объём помещения.
В = (1,89 х (18 – (-29)) + 0,42 х (18 – (-18))) х 3368 = 348082,8 кДж/ч;
Вср = 1,1х 348082,8 х (18 – (-7,6)) / (18 – (-29)) = 207909,9 кДж/ч;
Еот= 207909,9 х 4416 х 10,2 / 2268 х 1000 = 4129,16 руб.
Подп. и дата
Затраты на освещение отделения (Еосв ) определяются по формуле:
К
,
Взам. инв. №
𝟏𝟎𝟎𝟎
где S = 380 м2 – площадь отделения по ремонту якорей;
Инв. № дубл.
𝑬осв = 𝑺 × 𝝎 × 𝑻 × 𝒆э
еэ= 2,15 руб. – стоимость 1 кВт х ч электроэнергии;
Т = 1800 ч – годовой осветительный период;
ω = 6 Вт/м² – удельная мощность;
К = 0,75 – коэффициент спроса.
Подп. и дата
Еосв =380 х 6 х 1800 х 2,15 х 0,75 / 1000 = 6,617,7 руб.
Расходы на материалы и запасные части вычисляются по формуле:
𝑷𝑴 = 𝑴𝑻𝑷−𝟑 × 𝑵𝒑𝒎 ,
Инв. № подп
(10)
(11)
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
28
где Мтр-3 – годовая программа ремонта электровозов (примем в объеме
153 единицы в год);
Nрм= 3175,37 руб – норма расхода материалов на единицу ремонта.
Рм = 153 х 3175,37 = 485831,61 руб.
Амортизационные отчисления на производственные основные фонды
Плановая сумма амортизационных отчислений рассчитывается по
формуле:
𝑬𝒂𝒎 = 𝑲 ×
𝜶
,
𝟏𝟎𝟎
(12)
где К – первоначальная стоимость основных производственных фондов
(для зданий – 1718640 руб, для оборудования – 6237000 руб);
норма амортизации (для зданий – 2,8%, для оборудования –
12%).
Подп. и дата
Для зданий:
Еам = 6237000 х 2,8 / 100 = 174630,6 руб.
Взам. инв. №
Для оборудования:
Еам = 1718640 х 12 / 100 = 206230,68 руб.
Инв. № дубл.
Общие амортизационные отчисления:
Инв. № подп
Подп. и дата
Еам=174630,6+206230,68=380861,28 руб.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
29
ГЛАВА II МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
БАЛАНСИРОВКИ
3 ПРЕДЛАГАЕМЫЙ МЕТОД БАЛАНСИРОВКИ
3.1 Формула балансировки якорей (роторов)
Предлагаемый способ относится к области машино-приборостроения и
предназначен для использования в технологических процессах балансировки
вращающихся
тел,
может
быть
использован
в
учебном
процессе,
обеспечивающем теоретическую и практическую подготовку специалистов как
операторов-балансировщиков, так и подготовку специалистов любой формы
обучения.
Суть способа балансировки якоря (ротора), заключается в том, что,
измеряя дисбалансы, определяют параметры корректирующих воздействий для
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
каждой плоскости коррекции и производят корректировку масс.
Параметры корректирующих воздействий, отвечающих условию равенства
нулю остаточных дисбалансов в номинальных плоскостях коррекции, определяют
с учетом смещений центров корректирующих масс от номинальных радиусов и
плоскостей коррекции якоря (ротора) через процедуру моделирования
ожидаемых
последствий
корректирующих
воздействий.
Причём
итерационным расчётом сначала для статической балансировки добиваются
последовательно в каждой номинальной плоскости коррекции приведения к
нулю ожидаемых остаточных дисбалансов, суммируя их с текущими
дисбалансами в соответствующей плоскости коррекции. А затем для
Инв. № подп
Подп. и дата
моментной балансировки добиваются для якоря (ротора) в целом приведения к
нулю ожидаемых равных по модулю и противолежащих остаточных
дисбалансов. Суммируя их с текущими дисбалансами в каждой номинальной
плоскости коррекции, после чего производят корректировку массы якоря
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
30
(ротора), создают виртуальное объёмное изображение балансируемого якоря
(ротора). Моделируют на виртуальном якоре (роторе) статические и моментные
дисбалансы до совмещения главной центральной оси инерции с осью
вращения, создавая сеточную виртуальную диаграмму с внешней окружностью
радиусом r1= r max при максимальном дисбалансе D1 = Dmax массой m1 = mmax и
вторично создают дисбаланс радиусом и массой меньшими при максимальном
дисбалансе. Затем дают параметры дисбалансов, которые осуществляют
корректировку масс на виртуальном эталонном образце якоря (ротора) и
наблюдают за виртуальной корректировкой якоря (ротора) в плоскостях
коррекции, создавая базу данных виртуальных образцов якорей (роторов).
Затем устанавливают балансируемый якорь (ротор) на станке и измеряют
динамическое давление в опорах его неуравновешенности. Сравнивают его
дисбалансы
с
виртуальными
неуравновешенностями
по
базе
данных
виртуальных образцов якорей (роторов) и по величине отклонения судят о
необходимости балансировки якоря (ротора), удаляя корректирующую массу и
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
по минимальному остаточному дисбалансу якоря (ротора) судят о качестве
балансировки.
3.2 Физические основы балансировки
При вращении элементарного объёма Vi вокруг неподвижной оси
вращающегося
тела
каждый
элементарный
объём
(массы)
описывают
окружности, центры которых находятся на одной прямой, перпендикулярной
плоскостям этих окружностей. Сама прямая есть ось вращения тела. Каждый
элементарный объём, как материальные точки проходят за время t разные
пути. Так дугаAA1  дугиВВ1 , поэтому модуль скорости точки А больше, чем
точки В. При этом радиус ri окружности поворачивается за время ti на один и
тот же угол  . Если этот угол точно определяется между двумя лучами,
выходящими из одной точки оси тела и перпендикулярный ей,
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
31
луч – Ох – неподвижен в пространстве, а луч – ОА жёстко связан с
элементарным объёмом Vi , то для решения поставленной задачи применим
следующий физический подход.
Пусть якорь (ротор) вращается равномерно и за любые промежутки
времени поворачивается на одинаковые углы. Скорость вращения определяется
углом поворота любого луча, связанного с элементарным объёмом, за данный
интервал времени и характеризуется угловой скоростью 𝜔 =
𝜑
∆𝑡
. Если угловую
скорость выразить через число оборотов якоря (ротора), т.е. число полных
оборотов за 1 с. Если якорь (ротор) делает n оборотов за 1 c, то время одного
оборота равно𝑇 = 1/𝑛, что соответствует полному обороту на угол 𝜑 = 2𝜋.
Отсюда угловая скорость определяется равенством 𝜔 =
2𝜋
𝑇
= 2𝜋𝑛. Если при
равномерном вращении якоря (ротора) угловая скорость известна и в
начальный момент времени 𝑡0=0 угол поворота 𝜑0=0, то угол поворота
элементарного объёма (материальной точки) за время tравен 𝜑 = 𝜔 × 𝑡, то
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
отсюда можно найти положение элементарного объёма вращающегося якоря
(ротора) в любой момент времени и определить места дисбаланса якоря
(ротора), что является основой метода расчёта устранения дисбаланса.
При вращении якоря (ротора) вокруг оси его вращения (центральной оси
инерции) якоря (ротора) на каждый элементарный объём ∆𝑉𝑖
действует
центробежная
сила
инерции.
Каждый
массой mi
элементарный
объём
описывает окружность радиусом ri, на который действует центробежная сила
̅𝑖 , определяемая равенством:
инерций 𝐹
̅̅̅
𝑭𝒊 =m× 𝒂𝒏 =∆𝒎 × 𝝎𝟐 × 𝒓̅∆𝒎 ,
(13)
При перемещении массы ∆𝑚𝑖 сила Fi изменяется по направлению и
оказывает вибрационное воздействие на опоры через них – на всю конструкцию
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
32
вращающегося тела, что приводит к износу кинематических пар, повышению
усталостной
прочности
деталей,
к
появлению
вибрации
звеньев
кинематических схемы.
Дисбаланс и его проявление: Эксцентриситетом е массы mназывается
радиус-вектор центра этой массы относительно оси вращения и измеряется в
миллиметрах. Дисбалансом
D называется
векторная величина, равная
произведению массы m на её эксцентриситет и измеряется в грамммиллиметрах:
̅ = 𝒎 × 𝒆̅,
𝑫
(14)
⃗ и𝑒по направлению совпадают и называются коллинеарными,
Векторы𝐷
то выражение 13 можно записать в векторном виде:
̅ . Угол 𝜑 называется углом дисбаланса 𝐷
̅ в системе координат,
дисбаланса 𝐷
связанных с вращающимся телом. При вращении статически неуравновешенного
ротора приводятся к главному вектору сила инерции Fu . Определим её величину.
̅ 𝒖 =𝒎 × 𝒂𝒔 =
𝑭
= 𝒎√(𝒆𝒏𝒔 )
𝟐
𝟐
𝟐
𝟐
+ (𝒂𝒓𝒔 ) =√(𝝎𝟐 𝒆𝒔 ) + (𝜺𝒆𝒔 ) =
(16)
̅ √𝝎𝟐 + 𝜺𝟐 ,
𝒎 × 𝒆𝒔 × √𝝎𝟐 + 𝜺𝟐 = 𝑫
Подп. и дата
Инв. № подп
(15)
Вектор F неуравновешенной силы инерции пропорционален вектору
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
̅ =𝝎𝟐 (m × 𝒆̅)=𝝎𝟐 × 𝑫
̅,
𝑭
где m-масса якоря(ротора);
𝑎𝑠 -ускорение центра S масс якоря(ротора);
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
33
𝜔, 𝜀-угловая скорость и угловое ускорение ротора.
Сила Fu создаёт динамические давления в опорах ротора (рис.6)
̅𝒖
𝑹𝑨 = 𝑭
𝒃
𝒂
̅𝒖
; 𝑹𝑩 = 𝑭
,
𝒂+𝒃
𝒂+𝒃
(17)
Подп. и дата
Рисунок 6. Статическая неуравновешенность
Из формулы 17 следует, что переменные силы (давления) действующие
̅ = 0, что приводит к еs =0.
в опорах будут равны нулю при условии 𝐹̅𝑢 = 0 или 𝐷
Таким образом, в статически уравновешенном якоре (роторе) ось его
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
вращения должна проходить через центр масс, т.е. быть центральной осью.
Рисунок 7. Проявление моментной неуравновешенности на опорах
Моментная неуравновешенность якоря (ротора) характеризуется таким
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
34
распределением его масс, при котором ось вращения якоря (ротора) и его
главная центральная ось инерции пересекаются в центре масс (рис.7).
Поскольку центр масс якоря (ротора) при моментной неуравновешенности
находится на оси вращения, то установленный на «ножи» якоря (ротора) будет
находиться в безразличном положении равновесия. Поэтому обнаружить
моментную неуравновешенность на ножах невозможно.
Такая неуравновешенность проявляется при вращении якоря (ротора):
силы инерции его масс приводятся к главному моменту сил инерции:
𝑴𝒖 = √𝝎𝟒 + 𝜺𝟒 х√𝑱𝟐𝒚𝒛 + 𝑱𝟐𝒙𝒛 ,
(18)
где 𝐽𝑦𝑧 , 𝐽𝑥𝑧 – центробежные моменты инерции масс ротора в системе
координат x, у, z, связанной с якорем (ротором);
z – ось вращения якоря (ротора).
Неуравновешенный момент Мu создаёт динамическое давление в опорах
𝑹𝑨 = 𝑹𝑩 =
𝑴𝒖
𝒍
,
(19)
Из формул 18 и 19 следует, что переменные давления в опорах будут
равны нулю при условии, что центробежные моменты инерции масс якоря
(ротора) также равны нулю:
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
якоря (ротора):
𝑱𝒚𝒛 = ∫(𝑴) 𝒅𝒎 × 𝒚 × 𝒛 = 𝟎,
(20)
Подп. и дата
𝑱𝒙𝒛 = ∫(𝑴) 𝒅𝒎 × 𝒙 × 𝒛 = 𝟎,
где x, у, z
– координаты элементарной массы dm, связанной с
Инв. № подп
якорем(ротором);
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
35
m – масса ротора.
Отсюда видно, что условие формулы 20 выполнимо только для главных
осей
инерции,
из
этого
следует,
что
для
устранения
моментной
неуравновешенности якоря (ротора) необходимо перераспределить их массы,
чтобы ось его вращения стала главной осью инерции. Наиболее общим случаем
неуравновешенности
якоря
(ротора)
неуравновешенность,
состоящая
из
является
статической
динамическая
и
моментной
неуравновешенностей.
Таким образом, во всех случаях, если якорь (ротор) неуравновешен,
силы инерции его масс создают в опорах динамические нагрузки. Эти нагрузки
можно устранить за счёт перераспределения масс якоря (ротора) – установкой
корректирующих масс (противовесов).
Идеально сбалансированный якорь (ротор) будет передавать на свои
опоры и далее на раму только статические нагрузки от собственного веса, т.е.
вращающийся якорь (ротор) будет оказывать на опоры такое же воздействие,
Подп. и дата
как и неподвижный.
Выполнение условий из формулы 20 динамической балансировки якоря
(ротора) можно осуществить с помощью двух корректирующих масс, которые
устанавливаются в плоскости коррекции. Эти плоскости должны быть
может быть выполнена на станке для динамической балансировки.
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
перпендикулярны к оси вращения якоря (ротора). Динамическая балансировка
4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СТЕНДА БАЛАНСИРОВКИ
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
36
4.1 Этапы модернизации
Концепция модернизации и автоматизации стенда. Анализ методов
определения параметров неуравновешенностей позволил выделить следующие
направления модернизации и автоматизации балансировки.
Первый этап, который был реализован в течение года, состоял в
модернизации морально устаревшего стенда при использовании новых
датчиков, разработке двухканального измерительного преобразователя и
специализированного вычислительного комплекса (компьютера).
Основные
автоматизации
изменения,
стенда,
это
которые
касаются
применение
датчика
при
модернизации
силы,
и
нормирующего
усилителя, аналого-цифровой преобразователя ЛА 2 USB, компьютера, датчика
измерения угла (энкодер).
Второй
этап
состоял
в
апробации
математической
модели
и
эффективного использования микропроцессорной системы, обеспечивающей
Подп. и дата
обработку первичной информации по математической модели.
Третье направление состоит в дальнейшей модернизации существующих
аналогов балансировочных стендов на предприятиях региона.
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
4.2 Физическое обоснование программы балансировки
Говоря о модернизации и автоматизации стенда для динамической
балансировки роторов, необходимо подчеркнуть, что качественные измерения в
точности балансировки и снижения трудоёмкости могут быть достигнуты за
счёт повышения уровня автоматизации. Качество балансировки оценивается:
по чувствительности балансировочного станка, как отношение: 𝑺𝑫 =
(абсолютная); 𝑺𝑫 =
∆𝑪
∆𝑫/𝑫
∆𝑫
(относительная); по порогу чувствительности и по
углу дисбаланса:
абсолютный:
Инв. № подп
∆𝑪
𝑺𝑫 =
𝜟𝜶
,
𝜟𝝋
(21)
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
37
относительный:
𝑺𝑫 =
𝜟𝜶
,
𝜟𝝋/𝝋
(22)
На виртуальной модели отображаются результаты расчётов и оценки
решений практических задач по балансировке неуравновешенности якорей
(роторов).
При анализе физических процессов используются приёмы упрощения и
идеализация реального процесса. При этом в каждом конкретном случае нужно
отразить в модели все важные для данной задачи детали.
В проекте рассматриваются неуравновешенность якоря (ротора), как
совокупность элементарных масс mi , расположенных на расстоянии ri от оси
вращения.
Разделим окружность визуально на четыре равные части, прикрепим
произвольной массы кусок мастики (пластилина) так, чтобы его центр массы
совпал с точкой 1. Заставив якорь (ротор) вращаться, измерим амплитуду
внешней стороны окружности.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
колебаний и запишем её возле точки 1 (рисунок 8) эти данные расположены с
Инв. № подп
Подп. и дата
Рисунок 8. Иллюстрация способа исключения балансировки якоря
(ротора):
- исключения массы Δm путём удаления;
- уравновешивание
корректирующей массой Δm путём закрепления
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
38
Рисунок 9. Характер изменения амплитуды колебаний якоря (ротора) в
опорах станка
Перенесем мастику в положение 2 (рисунок 8), разгоним якорь (ротор),
зафиксируем амплитуду и запишем её значение рядом с точкой 2. Точно также
установим значения амплитуд и для остальных двух точек. Пусть значения этих
амплитуд получились равными соответственно 28, 15, 9 и 12 делений шкалы
индикатора. Очевидно, что корректирующая масса для плоскости П1 должна
располагаться между точками, возле которых записаны меньшие амплитуды,
т.е. между точками 3 и 4.
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Наметив ещё несколько точек на дуге 3 и 4 будем повторять для них тот
же опыт и сравнивать амплитуды до тех пор, пока она не окажется наименьшей.
Найденная таким образом точка К определяет окончательное положение
корректирующей массы (рисунок 8). Диаметрально противоположная ей точка
Н определяет положение неуравновешенной массы для плоскости коррекции
П1.
Чтобы найти величину корректирующей массы, начнем постепенно
менять массу мастики (не смещая её центра с точки К), каждый раз разгоняя
якорь (ротор) и измеряя амплитуду колебаний. Делается это до тех пор, пока
амплитуда станет минимальной. Затем мастика взвешивается, изготавливается
соответствующий ей металлический противовес, который закрепляется в точке
К. Если конструкция якоря (ротора) позволяет, то вместо установки
металлического противовеса в точке Н удаляют (высверливают) материал якоря
Инв. № подп
(ротора).
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
39
Теперь пробными пусками нужно оценить качество уравновешивания
якоря (ротора) в плоскости коррекции П1. Допустим, что все операции по
балансировке были выполнены весьма тщательно, но при окончательных
пусках явление резонанса все же отмечалось, т.е. фиксировалась небольшая
амплитуда Аост, соответствующая остаточной неуравновешенности якоря
(ротора).
Эта
неуравновешенность
может
быть
оценена
остаточным
дисбалансом Dост. Для определения Dост можно было бы воспользоваться
формулой (23), но пока неизвестен коэффициент пропорциональности m:
𝑨ост = 𝒎 × 𝑫ост ,
(23)
Для определения коэффициента m внесем в уже уравновешенную
плоскость П1 заведомо известную неуравновешенность: под углом 90° к линии
КН (рисунок 8) установим дополнительный груз массой mg с эксцентриситетом
еg. Желательно, чтобы еg=rk. Таким образом, дисбаланс дополнительного груза
Подп. и дата
известен:
𝑫𝒈 = 𝒎𝒈 × 𝒆𝒈 ,
(24)
груза. Тогда по формуле (23) имеем:
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Разогнав якорь (ротор), измерим амплитуду Аg от дополнительного
𝑨𝒈 = 𝒎 × 𝑫𝒈 ,
(25)
𝒎 = 𝑨𝒈 /𝑫𝒈 ,
(26)
Подп. и дата
Откуда найдем m :
Следовательно, остаточный дисбаланс для плоскости П1вычисляется по
Инв. № подп
формуле (25):
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
40
(27)
𝑫ост = 𝑨ост /𝒎,
После окончания балансировки остаточный дисбаланс должен быть не
более допустимого. Точно так же производится уравновешивание якоря
(ротора) и во второй плоскости коррекции П2. Разумеется, что вращающееся
тело теперь устанавливается на станке таким образом, чтобы плоскость
коррекции П1 проходила бы через опору В станка.
О
наличии
перемещения,
дисбаланса
получаемого
можно
двойным
судить
по
амплитуде
интегрированием
и
сигнала
последующей
фильтрацией сигнала акселерометра. Направление дисбаланса определяется по
сигналам перемещения и датчика оборотов.
Рассмотрим на примере, представленном рисунке 10. В окне программы
«многоканальный
осциллограф»
отображаются
осциллограммы
трех
сигналов: сигнал с датчика оборотов Е6В2 и двух сигналов с датчиков силы.
Угол дисбаланса (средней неуравновешенности) отсчитывается от
вращения балансируемого изделия (при указанном расположении датчиков).
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
середины светоотражающей метки в сторону, противоположную стороне
Рисунок 10. Иллюстрация определения угла дисбаланса
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
41
Примечания: 1) если величина Δt в процессе испытаний изделия
изменяется, т.е. сигнал перемещения «плывет» относительно сигнала датчика
оборотов, это значит, что неуравновешенность не имеет четкой локализации и
балансировка изделия невозможна; 2) если сигнал датчика перемещений имеет
несколько отрицательных (и, соответственно, положительных) пиков, это
свидетельствует о наличии нескольких локализованных дисбалансов.
Программа определения параметров неуравновешенностей. Проведение
измерений осциллографом с последующим расчетом параметров дисбаланса
вполне подойдет для разовых измерений, например, при изучении теории
балансировки.
Однако
при
проведении
балансировки
изделий
в
производственных масштабах измерения должны проводиться быстро и с
минимальным
участием
оператора.
Для
автоматизации
измерений
использовалась среда графического программирования «ZETView», в которой
была создана программа Балансировка якоря (ротора) электрической машины.
Использование программы не требует фильтрации сигналов или другой
Подп. и дата
дополнительной обработки.
В данной программе обрабатываются сигналы с датчика оборотов и
акселерометра и рассчитываются следующие параметры: частота вращения,
об/мин;
величина
неуравновешенности,
г× см;
угол
расположения
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
неуравновешенности относительно светоотражающей метки.
Угол средней неуравновешенности, отображаемый в окне программы
как
«угол
дисбаланса»,
отсчитывается
в
градусах
от
середины
светоотражающей метки в сторону, противоположную стороне вращения
балансируемого изделия.
Величина дисбаланса может определяться в стандартных единицах г ×
Инв. № подп
Подп. и дата
мм или в г× см в зависимости от принятых на предприятии обозначений.
Результаты измерений заносятся в отчет.
Физический смысл величины дисбаланса d выражается формулой:
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
42
(28)
𝒅 = 𝒎 × 𝒓,
т.е. произведением неуравновешенной массы m на расстояние от оси
вращения r.
На практике наличие дислабанса приводит к вибрации вала при
вращении, в результате чего на закрепленный на изделии акселерометр
воздействует ускорение. Двойным интегрированием сигнала ускорения
получается
сигнал
виброперемещения
точки,
в
которой
закреплен
акселерометр. Амплитуда сигнала виброперемещения прямо пропорциональна
величине дисбаланса, а коэффициент пропорциональности
𝐾𝑓
зависит
от массогабаритных показателей изделия и частоты вращения. Таким образом,
величина дисбаланса может быть определена по формуле:
𝒅 = 𝑲𝒇 × 𝑨,
(29)
амплитуды сигнала виброперемещения 𝐴0 при известной величине дисбаланса.
Для этого необходимо установить на сбалансированный якорь (ротор) груз
массой m0 на расстоянии r0 и, вычислив значение дисбаланса 𝑑0 построить
прямую из начала координат через точку (d0, A0).
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Коэффициент 𝐾𝑓 легко определяется практическим путем, измерением
Инв. № подп
Подп. и дата
Рисунок 11. График зависимости амплитуды сигнала виброперемещения
и величины дисбаланса
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
43
Тангенс
угла
наклона
полученной
прямой
представляет
собой
коэффициент зависимости величины дисбаланса от амплитуды сигнала
виброперемещения:
(30)
𝑲𝒇 = 𝒕𝐠 × (𝛂) = 𝒅𝟎 /𝑨𝟎 ,
В дальнейших расчетах можно использовать это значение для якорей
(роторов) такого же типа (с такими же массогабаритными показателями) при
проведении испытаний на той же частоте f.
Определение направления дисбаланса.Для определения направления
дисбаланса
необходимо
определить
значение
периода
сигнала
T (соответствующее одному обороту, т.е. 360°) и значение смещения
экстреммума
сигнала
виброперемещения
относительно
начала
отсчета
периода Δt, (соответствующее углу дисбаланса).
Примечание: при рассматриваемом расположении датчиков направление
дисбаланса определяется отрицательным пиком.
Подп. и дата
Угол дисбаланса определяется по формуле:
(31)
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
∆𝝋 = (∆𝒕/𝑻) × 𝟑𝟔𝟎°,
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
44
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
МОДЕРНИЗАЦИИ СТЕНДА БАЛАНСИРОВКИ
В
итоге
после
процесса
модернизации
балансировочного
стенда
получены
следующие
и
автоматизации
основные
показатели,
представленные в таблице 1 позволяющие сделать вывод о рентабельности
предлагаемого проекта.
№
п/п
Наименование
параметра
Параметры до
модернизации
1
1
2
Время
механической
постановки и
удаления якоря
(ротора)
3
4
5
5 мин
5 мин
Остается
неизменным
2
Время
определения
дисбаланса
3…3,5 мин
3
Программное
обеспечение
-
4
Стоимость
модернизации
800 тыс руб
Параметры после Экономический
модернизации
эффект
1…1,5 сек
Затрачиваемое
время на
технологическую
операцию
сокращено в 100
раз
Среда
Не требует
графического
дополнительной
программирования
обработки
ZETView»
Затраты на
200 тыс руб
модернизацию
снижены в 4 раза
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Таблица 1 – Технико-экономические показатели балансировки
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
45
ГЛАВА III ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ
Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач
современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем
и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития
науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в
крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько раз
превышают допустимые санитарные нормы.
Экологические исследования, проведенные в последние десятилетия во
многих странах мира, показали, что всё возрастающее разрушительное
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на
грань кризиса.
Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение
сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические
катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема незаменимых
природных ресурсов – воздуха, воды и почвы – отходами промышленности и
транспорта.
Проблема охраны окружающей среды является комплексной проблемой
и имеет глобальный характер. Дальнейшее развитие человечества невозможно
без
комплексного
Инв. № подп
Подп. и дата
экономических,
учета
правовых
социальных,
и
экологических,
международных
технических,
аспектов
проблемы
применительно не только к конкретному производственному циклу, но и в
масштабах регионов, стран и всего мира.
Продолжающиеся загрязнения природной среды твердыми, жидкими и
газообразными
отходами
производства
и
потребления,
вызывающими
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
46
деградацию окружающей среды, в последнее время остаются острейшей
экологической
проблемой,
имеющей
приоритетное
социальное
и
экономическое значение.
Включая более 20 тысяч производственных предприятий с довольно
развитыми и разнообразными технологиями производства, промышленность
Российской Федерации играет заметную роль, как в загрязнении природы, так и
в решении природоохранных проблем. Серьезную проблему представляет
специфика многих отраслей промышленности, и, как следствие, требуются
индивидуальные подходы к решению природоохранных задач.
Несмотря на продолжавшийся в последние годы спад производств, это
не вызвало снижения объемов отходов, образующихся на промышленных
предприятиях и соответственно поступающих в воздух, водные объекты и
почвы, и адекватного уменьшения техногенной нагрузки на окружающую
среду. В частности, миллиарды тонн твердых, пастообразных, жидких,
газообразных отходов ежегодно поступают в биосферу, нанося тем самым
Подп. и дата
непоправимый урон как живой, так и неживой природе. В глобальных
масштабах изменяется круговорот воды и газовый баланс в атмосфере.
Несмотря на давность и большое количество исследований в области
экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
промышленных отходов остается актуальной до сих пор. Поэтому, появилась
экономически, технологически и экологически обоснованная необходимость в
разработке и внедрении всё новых прогрессивных и безопасных методов
решения проблемы избавления биосферы от опасности ее загрязнения
отходами производства и потребления. Для выбора более рационального пути
решения проблемы необходим предварительный учет и оценка отходов.
Инв. № подп
Подп. и дата
Правовое
регулирование
в
области
обращения
с
отходами
осуществляется:
- федеральными законами;
- нормативными правовыми актами Российской Федерации;
- муниципальными нормативными правовыми актами.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
47
Правовую основу в области охраны окружающей среды в Российской
Федерации составляют:
1. 7-ФЗ от 10. 01. 2002 г. «Об охране окружающей среды».
2. 89-ФЗ от 24. 06. 1998 г. «Об отходах производства и потребления».
Федеральный закон определяет правовые основы обращения с
отходами производства и потребления в целях предотвращения
вредного воздействия отходов производства и потребления на
здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечения таких
отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных
источников сырья.
3. 52-ФЗ от 30. 03. 1995 г. «О санитарно-эпидемиологическом
благополучии человека».
Иные нормативно-правовые акты РФ, а также законы и нормативно-
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
правовые акты субъектов РФ, регулирующие обращение с отходами.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
48
7 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ПРЕДПРИЯТИЯ
Сервисное
пересеченной
локомотивное
местности,
территории депо
депо
Дёма
непосредственно
располагается
рядом
со
на
слабо
станцией.
На
находятся производственные участки, склад горюче-
смазочных материалов (далее – ГСМ), путь для отстоя электровозов, здание
пункта технического обслуживания. На расстоянии 200 м
от депо
расположены жилые дома. Северо-восточнее от сервисного депо на расстоянии
1,3 км расположен хладокомбинат.
Предположим, что в 14 ч 40 мин на территории хладокомбината
произошел выброс аммиака. Сервисное локомотивное депо Дёма подверглось
заражению. В момент выброса в сервисном локомотивном депо Дёма
находилось 800 чел. В цистернах на территории хладокомбината находится
Подп. и дата
180 т аммиака, местность открытая. В случае аварии на хладокомбинате
локомотивное депо может подвергнуться заражению активными химическими
отравляющими веществами (далее – АХОВ).
Предельно допустимая концентрация (далее - ПДК) в воздухе, мг/л: в
Взам. инв. №
смеси аммиака с сероводородом – марки КД. При очень высоких
Подп. и дата
Раздражения ощущаются уже при 0,1 мг/л. Поражающая концентрация при 6-
Инв. № дубл.
незаселенных пунктах среднесуточная 0,0002, в рабочей зоне - 0,02.
часовой экспозиции - 0,21 мг/л, смертельно при 30 мин. экспозиции -7мг/л.
Защита: фильтрующие промышленные противогазы марки (К), (М), при
концентрациях – изолирующие противогазы и защитная одежда.
Первая помощь: свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров 10%
раствора ментола в хлороформе, теплое молоко с боржоми или содой. При
удушье – кислород, при спазме голосовой щели – тепло на область шеи, теплые
водяные ингаляции. При попадание в глаза – немедленное промывание водой
Инв. № подп
или 0,5 -1 процентным раствором квасцов. При поражение кожи обмывание
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
49
чистой водой, наложение примочки из 5% раствора уксусной, лимонной или
соляной кислоты.
Зона химического заражения, образованная АХОВ, включает место
непосредственного разлива ядовитых веществ и территорию, на которой
распространились пары ядовитых веществ в поражающих концентрациях.
Размеры зоны химического заражения характеризуются глубиной
распространения облака, зараженного ядовитыми веществами воздуха с
поражающими концентрациями Г, шириной Ш и площадью S.
Основной характеристикой зоны химического заражения является
глубина распространения
облака зараженного воздуха. Эта глубина
пропорциональна концентрации АХОВ и скорости ветра.
Однако при значительной скорости ветра при приземном слое воздуха (67 м/с и более) эта пропорциональность нарушается, т.к. облако быстро
рассеивается. Повышение температуры почвы и воздуха ускоряет испарение
АХОВ, а следовательно, увеличивает концентрацию его над зараженной
Подп. и дата
местностью.
Исходными данными для оценки химической обстановки являются: тип
и количество АХОВ, метеоусловия, топографические условия местности и
характер застройки на пути распространения зараженного воздуха, условия
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
хранения и характер выброса (вылива) ядовитых веществ, степень
защищенности рабочих и служащих объекта.
Ликвидация
последствий
химических
аварий
предусматривает
проведение комплекса мероприятий, проводимых в короткие сроки, и
направленные на предотвращение или снижение потерь от химического
заражения и
его сопутствующих факторов, а также способствующих
Инв. № подп
Подп. и дата
обеспечению устойчивой работы объектов в обширных зонах химического
заражения.
Проводим прогнозирование химической обстановки в районе
расположения предприятия железнодорожного транспорта на химически
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
50
опасном объекте в случае выброса при аварии 180 т аммиака из
железнодорожной цистерны расположенной на территории хладокомбината.
Глубину распространения облака зараженного воздуха с поражающими
концентрациями АХОВ на закрытой местности примем 4,28 км (со скоростью
ветра 1 м/с), поправочный коэффициент 0,6 (при инверсии со скоростью ветра 2
м/с). Средняя скорость переноса облака, зараженного веществом (аммиак)
определяем следующим образом, при инверсии и скорости ветра 2 м/с и
расстоянии до объекта R<10 км берем равным 4 м/с, время испарения аммиака,
1,2 ч (со скоростью ветра 1 м/с), поправочный коэффициент испарения, 0,7 (для
скорости ветра 2 м/с)
Для 180 т аммиака находим глубину распространения зараженного
воздуха при скорости ветра 1 м/с, она равна 4,28 км для поражающей
концентрации. Для скорости 2 м/с поправочный коэффициент, равный для
инверсии 0,6.
Глубина распространения облака зараженного воздуха с поражающей
концентрацией:
Подп. и дата
Г =0,6x4,28 = 2,57 км.
Определяем ширину зоны химического заражения при инверсии:
Ш = 0,03 Г = 0,03 2,57 = 0,077км.
Взам. инв. №
Определяем площадь зоны химического заражения.:
S3= 1/2 x Гx Ш = 0,5 x 2,57 x 0,077 = 0,1 км 3.
Зоны поражения:
Инв. № дубл.
Смертельная (0,4x2,57)................................................... 1,028 км;
Средняя (0,5x2,57) ......................................................... 1,285км;
Легкая (0,7x2,57)............................................................. 1,799км;
Инв. № подп
Подп. и дата
Пороговая (Г) .................................................................. 2,57км.
Определяем время подхода зараженного воздуха к определенному
рубежу (объекту).
Время подхода облака зараженного воздуха к определенному рубежу
(объекту) t определяется делением расстояния R от места разлива АХОВ до
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
51
данного рубежа (объекта), м, на среднюю скорость W переноса облака
воздушным потоком, м/с. Время подхода зараженного облака к объекту:
t = R/W=1300/460 = 5,4 мин.
Время поражающего действия АХОВ. Оно определяется временем
испарения с поверхности земли по формуле 32:
𝒕пор = 𝒕исп =
𝑮𝟏
,
𝑮исп
(32)
где Gi-масса жидкости в резервуаре;
Gucn- скорость испарения; Т/мин.
Gucn = 12,5S Ps (5,38 + 4,1 V)М- 108,
(33)
Ps - давление насыщенного пара, кПа;
М - молекулярная масса жидкости;
V- скорость ветра, м/с.
Определяем
время
поражающего
действия
аммиака.
Время
поражающего действия аммиака 1,2х0,7 = 0,84 ч. Мероприятия по снижению
последствий химического заражения. Возможные мероприятия по снижению
последствий воздействия (и предупреждения) АХОВ на личный состав
Сервисного локомотивного депо Дёма:
 приобретение промышленных противогазов в 100 % объеме,
защищающих от аммиака;
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
где S- площадь разлива, кв м;
 оборудование хладокомбината автономной сигнализацией и
подключение к ней локомотивного депо;
Инв. № подп
 герметизация помещений предприятия;
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
52
 создание запаса медикаментов;
 обучение рабочих и служащих депо правилам поведения на зараженной
местности от АХОВ;
 создание запаса дегазирующих средств;
 разработка правил безопасности и порядка ликвидации аварийной
ситуации.
После выполнения мероприятий по снижению последствий воздействия
сильнодействующих
ядовитых
веществ
наличный
состав
сервисного
локомотивного депо Дёма, будет снижено количество потерь рабочих и
служащих, из-за, чего в случае аварии на химически опасном объекте, работа
предприятия не будет нарушена.
Вывод: В сервисном локомотивном депо Дёма руководство депо должно
принять
во
внимание
рекомендованные
мероприятия
по
снижению
последствий химического заражения и по предупреждению химического
заражения.
Также
руководство
должно
реально
оценивать
угрозу
близости, иметь разработку на возможную химическую угрозу с минимальными
потерями рабочего персонала и рабочего времени.
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
химического заражения от ГУП «Иммунопрепарат», находящегося по
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
53
8 ОХРАНА ТРУДА ПРИ БАЛАНСИРОВКИ ЯКОРЕЙ
(РОТОРОВ)
8.1 Обеспечение требований охраны труда:
8.1.1 Персонал, допущенный к работе в установленном порядке обязан
получить инструктаж по технике безопасности; ознакомиться с правилами
эксплуатации станка, технологической картой и указаниями по безопасности
труда.
8.1.2 Требования к установке станка:
При невозможности установки станка в отдельном помещении
необходимо установить предохранительные щиты, ограждающие станок от
остального помещения. Высота щитов должна быть такой, чтобы перекрыть
наибольший диаметр балансируемого якоря (ротора), с целью предотвращения
травмирования работников цеха в случае срыва корректирующих масс.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
8.1.3 Перед балансировкой необходимо:
Осмотреть балансируемый якорь (ротор) для того, что бы на нём не
было незакреплённых гаек, винтов отдельных деталей и т.д. во избежание
срыва во время вращения.
8.1.4 Проверить работу блокировок, не возможно включение привода
при: разжатой пиноли; не присоединённой приводной муфте к якорю (ротору);
открытых дверях электрошкафа; неполной остановке шпинделя.
8.1.5 Перед включением станка: убедиться в надёжном креплении
поводка приводной карданной муфты.
8.1.6 При работе станка запрещается: во время балансировки стоять
Инв. № подп
Подп. и дата
напротив вращающегося якоря, оператор должен находиться около пульта
управления, при неизвестном начальном дисбалансе якоря измерение начинать
на минимальной частоте 200 об/мин.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
54
9 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
Организация обеспечения безопасности движения (далее – БД) и
эксплуатации транспортных средств, связанных с перевозочным процессом
на железнодорожном транспорте, осуществляется федеральным органом
власти
на
основании
федерального
закона
«О
железнодорожном
транспорте в РФ» №17-ФЗ от 10. 01. 2003 г. (с изменениями на 28. 07. 2012 г.), а
так же Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ (Приказ
№286 от 21. 12. 2010 г.), приказ №1-Ц от 08. 01. 1994 г. «Квалификация
нарушений безопасности движения поездов», приказ №Н-1 от 01. 01. 2015 г.
«О системе управления качеством безопасности движения поездов на
Куйбышевской железной дороге».
Безопасность
движения
в
эксплуатации
железнодорожного
транспорта, состояние защищённости процесса движения подвижного
состава и самого железнодорожного подвижного состава, при котором
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
отсутствует недопустимый риск возникновения транспортных происшествий и
их последствий, влекущих за собой причинение вреда жизни или здоровью
граждан, вреда окружающей среде, имуществу физических и юридических лиц.
Обеспечение безопасности движения
– разработка нормативных
требований и осуществление мер по их выполнению, направленных на
недопущение нарушений безопасности движения.
Основные задачи в области обеспечения БД, требующие решения, в
локомотивном хозяйстве:
а) проезды запрещающих сигналов;
б) нарушения режима труда и отдыха локомотивных бригад;
Инв. № подп
Подп. и дата
в) низкое качество ремонта локомотивов и рост их внеплановых
ремонтов;
г) перепробеги между плановыми видами ремонтов;
д) недостаточный уровень рекламационно-претензионной работы;
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
55
е) сходы и столкновения подвижного состава при маневровых
передвижениях.
Из-за нарушений безопасности движения создается угроза жизни и
здоровью людей, государству наносится значительный материальный
ущерб, утрачиваются грузы, выводится из строя дорогостоящая техника.
Анализ неисправностей тягового электродвигателя влияющих на
безопасность движения поездов представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Анализ неисправностей ТЭД влияющих на безопасность
движения поездов, меры по их недопущению
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
ж)
Характерные
неисправности
Влияние на безопасность
движения
Меры по их недопущению
1
2
3
Снижается сопротивление
изоляции, что приведет к
При ТР-1 производить
Увлажнение изоляции пробою изоляции и выходу из
сушку изоляции двигателя
строя ТЭД, остановка поезда,
срыв графика движения
Приводит к возникновению Тщательный осмотр, замер
Биение или износ
кругового огня и перебросов
биения и выработки
рабочей поверхности
на корпус, остановка поезда,
коллектора на ТО и ТР
коллектора
срыв графика движения
Приводит к ухудшению
коммутации и появлению
При ТО и ТР точно
Повреждение узлов
кругового огня на коллекторе
регулировать
щеточного аппарата
остановка поезда, срыв
контролируемые параметры
графика движения
Это приведет к пробою
Ослабление крепления
изоляции катушек и порче
главных и добавочных
машины, остановка поезда,
полюсов
срыв графика движения
При ТР необходимо
тщательно проверять
крепление полюсов
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
56
Продолжение таблицы 2
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
1
2
3
Выпадение, срезание
Проворот вала якоря. Может
износ шпонки
Качественный осмотр,
привести к вынужденной
фиксации шестерни на
приемка и ремонт
остановке
валу ТЭД
Повышенный нагрев ТЭД,
Скорость ниже
Использование полной
разрушение изоляции,
расчетной на
мощности по правилам
межвитковые замыкания,
подъемах
тяговых расчетов
срабатывание защиты
В щеточном аппарате Искрение, коммутация выход
нарушение
из строя коллектора.
Качественный осмотр,
геометрической
Остановка поезда, срыв
приемка и ремонт
нейтрали
графика движения
Выворачивание, падение на
коллектор, замыкание,
Излом крепления
Качественный осмотр,
круговой огонь по коллектору,
щеткодержателя
приемка и ремонт
выход из строя ТЭД, остановка
поезда
Нарушение коммутации сбой Качественный осмотр,
Излом пружин щеток
в работе ТЭД
приемка и ремонт
Ослабление крепление Искрение, коммутация выход Качественный осмотр,
силовых кабелей
из строя коллектора
приемка и ремонт
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цель
дипломного
проекта
заключается
в
обобщении
научно-
исследовательских разработок, патентной и научно-технической литературы по
проблеме
балансировки
вращающихся
тел
сдальнейшей
практико-
ориентированной модернизацией балансировочных стендов на предприятиях
транспортного комплекса региона.
Для достижения указанной цели перед проектом были поставлены ряд
задач по проектированию и организации работы отделения по ремонту якорей
(роторов), определения эксплуатационных расходов отделения; модернизации
существующего балансировочного стенда, расчета технико-экономических
показателей,
обеспечения
экологических
основ
и
безопасности
жизнедеятельности.
При решении задачи по проектированию и организации работы
отделения по ремонту якорей (роторов) сформулировано назначение отделения
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
по
ремонту
якорей(роторов)
электромашинного
участка
предприятия.
Представлен состав отделения, приведен план с детальной расстановкой
элементов в отделении, приведена площадь отделения, контингент работников,
время затраченное на выпуск готовой продукции. Описано назначение,
конструкция и условия работы якорей (роторов). Приведены причины износов
и повреждений. Описана балансировка якорей (роторов) с приведением типов
существующих типов станков, причины возникновений неуравновешенностей,
методы устранения дисбалансов вращающих тел.
В
разделе
эксплуатационных
мероприятий
произведен
расчёт
фондазаработной платы, приведен план эксплуатационных расходов. При этом
Инв. № подп
Подп. и дата
годовой фонд заработной платы отделения по ремонту якорей (роторов)
электрических машин равен 12184029,6 руб. Отчисления на социальные нужды
составили 4690851,40 руб. Затраты на отопления составили 4129,16 руб, на
освещение 6,617,7 руб, расходы на материалы и запасные части составляют
485831,61 руб. Общие амортизационные отчисления составляют 380861,28 руб.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
58
Предлагаемый
способ
балансировки
отличается
хорошей
обозреваемостью не только элементов виртуальной балансируемой модели, но
и отдельных элементов самой системы. Визуальные наблюдаемые элементы
обладают наглядностью, система имеет возможность укрупнения размеров мест
балансировки,
яркую
контрастную
окраску
деталей
балансировки. Предлагаемый способ по сравнению
методами
является
функциональных
более
эффективным
возможностей,
повышения
за
механической
с существующими
счёт
расширения
точности
и
его
устранения
методической погрешности при балансировке. Программное обеспечение
предусматривает применение эффективных экранных изображений.
Автоматизированная система балансировки на базе виртуального якоря
(ротора) и станка позволяет проводить экспресс – исследования путём
моделирования. Данная система позволяет в автоматическом режиме измерить
параметры
различных
типов
дисбаланса:
статической,
моментной
и
динамической. Достоинством данного стенда и автоматизированной системы
Подп. и дата
является высокая скорость измерений. Время измерения дисбалансов не более
1÷ 1,5 секунды, время механического удаления не более 5 минут. Высокая
скорость устранения дисбаланса определяется точностью исполнения чертежа
для оператора-балансировщика и технологией механической обработки.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Стоимость модернизации стенда для балансировки
составила 200 тысяч
рублей, для сравнения сумма аналоговой модернизации, которую предложила
ОАО
«Уфимское
моторостроительное
производственное
объединение»
составило 800 тысяч рублей, что говорит о рентабельности данного
проекта.Для автоматизации измерений использовалась среда графического
программирования «ZETView», в которой не требуется фильтрация сигналов
Инв. № подп
Подп. и дата
или другой дополнительной обработки.
Положительный результат заключается и в том, что стенд и
автоматизированная система балансировки якоря (ротора) соответствует
современному научному и техническому уровню.Обеспечивает организацию
практических занятий по курсу «Техническая механика» и профессиональному
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
59
модулю «Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава» и
подготовку специалистов
на факультетах профильных университетов для
железнодорожного транспорта.
В разделе безопасность и экологичность проекта разработаны
мероприятия по охране труда и окружающей среды. В разделе безопасность
жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях разработаны мероприятия
организации и проведения оценки устойчивости сервисного депо к
отравляющим веществам. В разделе безопасность движения проведена
идентификация неисправностей тяговых электродвигателей влияющих на
Инв. № подп
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
безопасность движения, представленная в таблице 2.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1
Российская Федерация. Законы. О железнодорожном транспорте в РФ
№17-ФЗ от 10.01.2003 г. (с изменениями на 28.07.2012 г.) [Текст]: офиц.
Текст. – М.: Гарант, 2012. – 96 с.
2
Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды №7-ФЗ
от 10.01.2002 г. (с изменениями на 29.12.2014 г.) [Текст]: офиц. Текст. –
М.: Гарант, 2014. – 87 с.
3
ГОСТ 19534 – 74. Балансировка вращающихся тел.– Москва: Изд-во
стандартов, 1977. – 112 с.
4
Письмо Минобрнауки РФ от 20.07.2015 г. № 06-846 «Методические
рекомендации по организации выполнения и защиты квалификационной
работы в образовательных организациях, реализующие образовательные
программы среднего профессионального образования по программам
подготовки специалистов среднего звена».
Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
5
Приказ начальника дороги от 1 января 2015 года № КБШ Н-1: О системе
управления
качеством
безопасности
движения
поездов
на
Куйбышевской железной дороге / Открытое акционерное общество
«Российские железные дороги». – Самара: Куйбышевская железная
дорога – филиал ОАО «РЖД», 2015. – 386 с.
6
Руководство по техническому обслуживанию и текущему ремонту
электровозов постоянного тока серий ВЛ-10; ВЛ-10У; ВЛ-11; ВЛ-15
[Текст]: утв. Департаментом локомотивного хозяйства 31.12.2004. – 80 с.
7
Пат.
2163008
Российская
Федерация,
МПК
G01М1/00.
Способ
балансировки роторов [Текст] / А.С. Черничкин, А. А. Черничкин [и
др.]; опубл. 20.02.2001.
8
Пат.
2548373
Российская
Федерация,
МПК
G01М1/00.
Способ
балансировки роторов [Текст] / А.Н. Черепанов, А.В. Огарко [и др.];
Инв. № подп
СамГУПС. - №2013100611/28; заявл. 09.01.2013; опубл. 20.04.2015, Бюл.
№ 11. – 10 с.: ил.
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
61
9
Черепанов А.Н., Усманова З.К., Огарко А.В., Бадертдинов Р.Д.
Программно-методический
комплекс,
как
система
подготовки
специалистов для ОАО «Российские железные дороги» // Материалы
Всероссийской
научно-практической
конференции
«Транспортное
образование и наука: проблемы и перспективы», посвященной 175летию российских железных дорог. – 2012. – 24 октября. С. 120. [Текст]:
Уфа - Самара: УфИПС, 2012.
10 Черепанов А.Н., Усманова З.К., Огарко А.В., Бадертдинов Р.Д. Анализ
эксплуатационной
Всероссийской
надежности
вращающихся
научно-практической
тел
//
конференции
Материалы
«Транспортное
образование и наука: проблемы и перспективы», посвященной 175летию российских железных дорог. – 2012. – 24 октября. С. 180. [Текст]:
Уфа - Самара: УфИПС, 2012.
11 Огарко А.В., Бадертдинов Р.Д. Неуравновешенности вращающихся тел
//
Материалы
VII
Всероссийской
конференции
обучающихся
Подп. и дата
«Национальное достояние России». – 2013. – 27-29 марта . С. 1055.
[Текст]: Москва 2013, 1384 с.
12 Огарко
А.В.,
Бадертдинов
Р.Д.
Моделирование
физической
неуравновешенности // Материалы VIII Всероссийской конференции
С. 947. [Текст]: Москва 2014, 1208 с.
13 Огарко А.В., Бадертдинов Р.Д. Современные методы балансировки
якорей (роторов) тяговых электродвигателей на базе сервисного
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
обучающихся «Национальное достояние России». – 2014. – 26-28 марта.
локомотивного депо Дёма // Материалы VIII Международной научнопрактической конференции «Наука и образование транспорту». – 2015. –
Инв. № подп
Подп. и дата
21-23 ноября. С. 26. [Текст]: Самара: СамГУПС, 2015.
14 Огарко А.В., Бадертдинов Р.Д. Сервисное локомотивное депо Дёма как
исследовательская
площадка
студенческих
научных
проектов
с
ориентацией на социо-коммуникативные аспекты // Материалы IV
Всероссийской
молодежной
научной
конференции
«Современное
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
62
техническое образование и транспортный комплекс России: состояние,
проблемы и перспективы развития». – 2016. – 28 апреля. С. 78. [Текст]:
Уфа - Самара: УфИПС, 2016.
15 Гоц С.С. Основы описания и компьютерных расчётов характеристик
случайных процессов в статистической радиофизике [Текст]:
- учеб.
пособие для вузов / С.С. Гоц. – Уфа: Изд-во РИО БашГУ – 2012. – 212 с.
16 Гоц С.С. Основы построения и программирования автоматизированных
систем цифровой обработки сигналов [Текст]: - учеб. пособ. / С.С. Гоц.
– Уфа: Изд-во РИО БашГУ – 2013. – 243 с.
17 Кацман М. М. Электрические машины [Текст]: учеб. для студентов
образоват. учреждений сред. проф. образования. - 11-е изд, стер. - М.:
Академия, 2012.- 496 с.: ил.- (Среднее профессиональное образование).
18 Мукушев Т. Ш. Электрические машины электровозов ВЛ10, ВЛ10У,
ВЛ10К, ВЛ11. Конструкция и ремонт [Текст] / Т. Ш. Мукушев, С. А.
Писаренко. - учеб. пособие. - М.: ФГБОУ ""УМЦ по образованию на
Подп. и дата
ЖДТ"", 2015.- 126 с.
19 Осинцев И.А. Устройство и работа электрической схемы электровоза
серии ВЛ-10 и ВЛ-10У [Текст]: учеб. пособие. / И.А. Осинцев. – М.:
ФГБОУ
«Учебно-методический
центр
по
образованию
на
ж.д.
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
транспорте», 2013. – 384 с.
20 Терешина Н. П. Экономика железнодорожного транспорта (для
технических специальностей) [Электронный ресурс]: электрон. аналог
печат. изд/
Н. П. Терешина, Л. П. Левицкая, Л. В. Шкурина. - М.:
Учебно-метод. центр по образованию на ж.-д. транспорте, 2012.
21 Чекулаев В. Е. Охрана труда и электробезопасность [Текст]: учеб. для
Инв. № подп
Подп. и дата
студентов техникумов и колледжей ж.-д транспорта / В. Е. Чекулаев, Е.
Н. Горожанкина, В. В. Лепеха. - М.: Учебно-методический центр по
образованию на ж.д. транспорте, 2013.- 304 с.: ил.- (Среднее
профессиональное образование).
УфИПС – филиал СамГУПС 23.02.06 ДП.05. ПЗ
Ли Изм.
т
№ докум.
Подп.
Дат
а
Лист
63
Download