Материал: Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Федоров И.А., Смирнов П.Б

Методика выбора параметров пружины привода двери вагона с рекуператором энергии

Изложены основы синтеза пружинного аккумулятора привода раздвижных дверей

Схема устройства привода двери с рекуператором энергии и принцип его работы приведены в работе [1].

Использование рассматриваемого привода необходимо для исключения из работы мотор-редуктора раздвижных дверей пусковых режимов вывода конструкции из неподвижного состояния, т.к. напряжение на мотор подается в момент, когда механическая система находится в движении. Т.к. в предлагаемой конструкции при торможении кинетическая энергия двери рекуперируется в потенциальную энергию пружины, расходуемую затем для разгона двери, и, таким образом, исключены затраты энергии на разгон двери, то ее использование позволит снизить энергозатраты.

Кроме того, применение предлагаемого устройства позволяет повысить безопасность использования автоматической двери [2], т.к. при завершении движения двери ее кинетическая энергия движения поглощается (накапливается) пружиной аккумулятора механической энергии, что снижает также вероятность возникновения ударных процессов при открывании и закрывании дверей. При аварийных ситуациях, например, в случае обесточивания системы при необходимости, пружина будет способствовать открытию дверей.

Также необходимо отметить, что использование предлагаемого устройства путем подбора соответствующей жесткости пружины аккумулятора позволяет повысить быстродействие до необходимого уровня [2].

Таким образом, параметры пружины должны обеспечивать соответствие требованиям безопасности и быстродействия работы двери.

Приведенный ниже алгоритм выбора пружин ориентирован на стандартные параметры пружин.

Исходными параметрами при выборе пружин являются: масса М двери, Т – время разгона двери, определенное из условий быстродействия и безопасности работы двери, h – ход пружины.

Величина рабочей деформации пружины должна удовлетворять условию:

( - длина пружины в свободном состоянии, - длина пружины при максимальной рабочей нагрузке).

Жесткость пружины должна быть менее или равна

Максимальная рабочая нагрузка пружины должна обеспечить выполнение неравенства

Для пружин, удовлетворяющим первым трем условиям, вычисляются

При обеспечении неравенства

определяются

Пружина, для которой величина имеет максимальное значение, считается оптимальной, т.к. в этом случае при выполнении заданных условий

обеспечиваются наименьшие значения ускорений звеньев устройства и действующих на них нагрузок.

Литература

1. Семеноженков В.С., Семеноженков М.В. Динамическая модель привода двери. Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Меж. вуз. сб. науч тр. Вып. 9. 2012. С. 86 – 88.

2. Выбор дверей пассажирских вагонов // Железные дороги мира, 2011, № 10. С. 37 – 40.

Российский государственный открытый технический

университет путей сообщения

УДК 303.1

В.Н. Старов, В.Ф. Лазукин, Д.Е. Барабаш, А.Н. Внуков

Объекты функционирования машин строительного комплекса

Рассмотрены некоторые особенности взаимосвязей качества систем и объектов, обеспечения качества изделия, на примере машин строительного комплекса.

Любая созданная продукция рассматривается как материализованный результат процесса трудовой деятельности, обладающий набором требуемых свойств и предназначенный для решения поставленных задач. Признаком продукции является качественная или количественная характеристика всех её свойств или состояний.

Совокупность свойств, представленных определенным набором характеристик, удовлетворяющих заданным потребностям, является качеством продукции. При этом продукцией может быть процесс или любой результат деятельности. Объект – все то, что может быть индивидуально описано (рассмотрено) и имеет определенные свойства.

Общепринято, что система управления качеством продукции включает следующие функции:– стратегического, тактического и оперативного управления всех уровней качества; – принятия решений, управляющих воздействий, анализа и учета, информационно – поисковые и контрольные;– управления подсистемами структуры предприятия, включая научно – техническое направление, производственные, экономические, социальные и другие факторы; – адаптации и взаимосвязей, общих для всех стадий жизненного цикла продукции.

На ряде предприятий создана эффективная стратегия управления качеством выполнения поставленных задач (иной термин – выпуск продукции). Такая система качества в организации должна включать положения:– качество ориентировано на решение поставленных задач; – качество пронизывает весь жизненный цикл продукта; – производство – маркетинг – эксплуатацию; – качество обеспечивается соответствующей структурой подразделения, пронизывающей всю организационную структуру организации; – всеобъемлющее повышение качества достигается единством действий всего персонала организации, на всех этапах ЖЦП с применением эффективных систем контроля качества;

Целенаправленная система процессов, создающих стабильные условия, обеспечивающие поддержание заданных характеристик в жизненном цикле изделия, в результате реализации которых в продукции закладываются при проектировании, формируются при создании и поддерживаются при эксплуатации требуемые потребителям показатели – это есть обеспечение качества. Исследуем применение идеологии качества к современной среде.

Независимо от структуры и формы подчинения, а также вида выпускаемой продукции или оказываемых услуг строительное подразделение является также открытой экономической системой, основной задачей которой является преобразование ресурсов в экономически выгодную, высококачественную продукцию.

Качество созданной продукции – это своеобразный символ сегодняшнего имиджа каждого строительного подразделения, его основная линия в цепи рыночной экономики.

Номенклатура показателей качества во многом зависит от назначения продукции (строится ли это дорога, жилой комплекс или промышленное здание). Она характеризуется конкретными количественными характеристиками её наименованных свойств, с численными значениями, определяющими в соответствии со стандартами оценку её качества.

Количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, составляющих её сущность, сформированную и рассматриваемую как совокупность нескольких подсистем (проектирования – условия создания – потребления – эксплуатации), во многом определяет показатель качества продукции. Рассмотрим некоторые особенности взаимосвязей качества системы, обеспечение качества изделия, системы управления качеством.

Обеспечение качества продукции – это совокупность целенаправленно планируемых и систематически проводимых мероприятий, создающих необходимые условия для выполнения каждого из этапов ЖЦП, чтобы действия и продукция удовлетворяли требованиям к качеству и постоянно повышали функционирование системы управления.

В практике управления качеством выделяют несколько обобщенных основных этапов. Во–первых, исходя их информационно–параметрической модели (ИПМ), необходимо осуществить принятие решений “что сейчас производить” и что для этого необходимо. Во–вторых, проводится оценка состояния готовности производства и создаются системы управления, включая организационную ответственность.

Третье, собственно процесс изготовления продукции или предоставление услуг. Четвертое, создание адаптивного обеспечения производственного процесса, позволяющего осуществлять бездефектный выпуск продукции высокого качества с использованием средств автоматизированного контроля.

Пятое, разработка долговременных планов по совершенствованию системы управления качеством.

Для осуществления указанных этапов необходимо взаимодействие всей структуры управления организации – от органов центрального управления до всех служб и каждого работника. Такое взаимодействие отвечает требованиям единой системы качества управления системой.

На основе предлагаемого системного подхода к управлению качеством продукции на предприятии, с позиции общепринятого понимания качества вышеуказанные этапы управления качеством имеют следующее содержание.

На первом этапе качество означает ту степень, в которой продукция соответствуют ее стилю, условиям производства и особенностям работы объекта. Этот аспект качества часто называют качеством соответствия техническим условиям.

На втором этапе оценивают качество проработки конструкции. Качество должно отвечать техническим требованиям машин или принятым стандартам на конструкцию изделия, однако и сама конструкция не может быть достоверно оценена не произведенная и не испытанная.

На третьем этапе качество означает ту степень, в которой произведенное изделие (каждое из ТС СТМ) или функционирование объекта (обслуживание инфраструктуры строительства объекта) удовлетворяет любым реальным потребности и приносят ожидаемые результаты и удовлетворение требованиям среды. Изделия как каждое из средств СТМ могут соответствовать внутренним техническим условиям (этап первый); сама конструкция может быть выдающейся (этап второй); изделие или обслуживание объектов с его помощью могут не подходить для удовлетворения конкретных нужд тех или иных служб.

Рассмотренные этапы в практике управления качеством применения строительных машин одинаково важны, и малейшая недоработка в любом из них создает проблемы как заказчику, так и производителю техники.

Система управления качеством продукции (ЖЦИ техники, обслуживание и работы с её применением) опирается на подсистемы, имеющие взаимосвязанные категории управления, включая процессы, действия, функции, средства, принципы, виды, типы критериев и другие.

Таким образом, под системой управления качеством реализаций производственных задач с использованием строительных технологических машин и выполнение работ с её применением, например строительство сооружений или обслуживание дорог, аэродромов, принимают целенаправленную, планомерную адаптивную систему, представляющую собой единую структуру функционирования организации, осуществляющую воздействие по всем уровням на процессы и факторы, обеспечивающие создание продукции оптимального качества с последующим полноценным ее использованием в совокупности различных условий применения.

Таковы некоторые особенности подсистем, обеспечивающих высокое качество выполнения поставленных производственных задач и их взаимосвязи с жизненным циклом (продукции).Укажем влияние показателей качества на механизмы функционирования, например, типовой дорожной машины – автогрейдера.

Понятия качества составляет гармоничность свойств удовлетворять потребности у всех разные, следовательно, их наборы могут быть сформированы так же по–разному. Это определяет то, что производитель продукции в некотором смысле свободен в своих предложениях по совершенствованию системы, проявляющихся при создании всевозможных новых комбинаций полезных свойств, определяющих назначение объекта.

Производитель может задействовать различные принципы, конструкции и технологии, чтобы получить набор новых ранее неприсущих традиционному объекту свойств.

Однако нельзя достигать неконтролируемых, неограниченных условными рамками наборов свойства продукции и услуг. Ибо желание насытить разными рабочими органами (например, нетрадиционными навесными орудиями труда) может привести производителя к нарушению дозволенных рубежей безопасности продукта, высокого воздействия психического и физического состояния рабочего (оператора).

В итоге у потребителей техники (в обществе) складывается признанный набор потребностей, который определят совокупность характеристик объекта. В обществе формируются требования к качеству, которые стремится выполнить производитель. Есть потребитель и производитель, которые с двух позиций стремятся – одни выразить, что им требуется или хотелось бы иметь, а другие найти рентабельные пути, то это будет реализовано в производстве.

Анализ прочностных характеристик различных конструктивных схем дифференциальных колесных пар

Приведен анализ прочности различных вариантов конструкций дифференциальных колесных пар железнодорожных вагонов

Создание вагонов с дифференциальными колесными парами необходимо для снижения энергозатрат на транспортные операции на горно-обогатительных комбинатах, на металлургических комбинатах и заводах и других промышленных предприятиях, т.к. для их перемещения требуется значительно меньшая тяговая сила. Обусловлено это тем, что в карьерах добавляются затраты энергии на преодоление огромных сил сопротивления движению вагонов в кривых участках железнодорожных путей, составляющих более 90% их общей протяженности. Радиус кривизны путей в карьерах, являющегося определяющим фактором повышения необходимых тяговых сил, на много меньше, чем у обычных железнодорожных путей, и является недопустимым для железных дорог РЖД. Аналогичные проблемы известны и на других промышленных предприятиях, например, металлургических комбинатах, где используются чугуновозы, шлаковозы, думпкары и др. железнодорожные транспортные средства.

Долговечность колес промышленных железнодорожных вагонов на Лебединском, Стойленском, Михайловском, Коршуновском, Павловскгранит и др. горно-обогатительных комбинатах составляет 2 - 3 месяца. Гребни колес за этот период превращаются в невидимую стальную пыль. На истирание тысяч колес и рельс из очень прочной стали расходуется огромное количество энергии. Разборка вагонов при их ремонте, наплавка гребней, восстановление ж.д. путей и т.д. – все это также весьма энергоемкие процессы. Использование вагонов традиционной конструкции дает также целый ряд других негативных результатов: повышенная нагруженность силовых передач и их низкая долговечность, низкая безопасность работ в рудниках и пр.

При использовании вагонов с дифференциальными колесными парами будет достигнуто также многократное повышение долговечности не только колесных пар, но и стойкости железнодорожных путей. Патентуется техническое решение промышленного вагона с дифференциальными колесными парами (заявка № 2011120210/11). Выполнен технический проект вагона в соответствии с патентуемым решением, по которому был изготовлен опытный думпкар на Лебединском ГОКе (г. Губкин). Планируется проведение комплекса исследований.

Положительные результаты исследований промышленных вагонов с дифференциальными колесными парами позволят приступить к разработке технического решения для модернизации эксплуатируемого подвижного железнодорожного состава различного назначения: пассажирских вагонов, грузовых и т.д.

В конструкциях вагонов метрополитена предлагается делать подвижным обод колеса относительно диска. На некоторых металлургических предприятиях изготовляют вагоны, в которых каждое колесо имеет отдельную ось. Использование таких решений приведет практически к замене имеющегося парка промышленных вагонов на новые вагоны, что потребует значительных материальных затрат.

Предлагаемые решения ориентированы на модернизацию имеющегося парка вагонов, а не на замену на новые вагоны, что позволяет решить задачу снижения энергоемкости транспортных работ с многократно меньшими затратами. Но необходимо не забывать о больших нагрузках, воспринимаемых деталями вагонов, и, поэтому, вопросы прочности остаются наиболее важными.

На рис.1, 2 приведены разработанные конструктивные схемы дифференциальных колесных пар думпкаров.

Описание конструкции, показанной на рис.1, приведено в работах [1, 2]. В работе [2] рассмотрено распределение контактных сил в клеммовом соединении дифференциальной колесной пары.

Рис.1.

Рис.2.

На ступицах колес колесной пары (рис.2) 2 и 5 выполняются проточки шириной 15 мм и глубиной 15 мм. В каждую проточку вставляются по 2 закладных полукольца 4. Одно из колес спрессовывается с оси 1, ось шлифуется до появления зазора между колесом и осью (примерно 0,1…0,15 мм). Закладные полукольца прикрепляются к фланцам распорной трубы (по 4 болта на каждое полукольцо). Свободно вращающееся на оси колесо через трубу опирается на колесо, напрессованное на ось. Смещению свободного колеса в обратном направлении препятствуют закладные полукольца.