Автоматизация процесса восстановления поверхностей катания колёс грузового железнодорожного транспорта

• Автор: Блудов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние вопроса исследований. Анализ методов восстановления колесных пар подвижного состава
1.1. Колесные пары подвижного состава
1.2. Ремонт колесных пар
1.3. Механическая обработка колёсных пар
1.4. Измерения профиля колёс подвижного состава
1.5. Адаптивное управление станочным модулем
Заключение по главе 1
Выводы по главе
Глава 2. Теоретическое обоснование эффективного восстановлена поверхностей катания колес ж/д транспорта
2.1. Предлагаемые варианты модернизации оборудования
2.2. Формирование и обработка графического изображения программ для обработки
2.3. Алгоритм управления оборудованием
2.4. Алгоритм генерации управляющей программы
2.4.1. Модель генерации профиля ж/д колеса
2.4.2. Алгоритм генерации управляющей программы
Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальное исследование получения профиля ж/д колеса с помощью сгенерированой программы
3.1. Оборудование, образцы, инструмент
3.2. Описание эксперимента
3.3. Виртуальный эксперимент по проверке опорной траектории с использованием САМ- приложения
3.4. Экспериментальное исследование износа режущего инструмента
Выводы по главе
Глава 4. Совершенствование технологии восстановления колёс железнодорожного транспорта
4.1. Оценка времени выполнения съёма припуска
4.2. Экономическая оценка модернизации оборудования и технологии восстановления профиля колёс ж/д транспорта
4.3. Оценка точности получения профиля колеса
4.4. Оценка круглости по кругу катания колеса
4.5. Разработка программного обеспечения для генерации траектории обработки
4.5.1. Корректировка модели движения инструмента
4.5.2. Интерфейс программы работы с изображением
4.5.3. Интерфейс программы управления оборудованием
4.6. Сравнение технологий восстановления профиля колеса ж/д транспорта
Выводы по главе 4
Выводы
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Использование автоматизированного оборудования в ремонтных производствах различных отраслей промышленности - один из путей достижения эффективного функционирования современных экономических структур предприятий.
Крупные промышленные предприятия, в первую очередь горнорудные, имеют в своём составе транспортные железнодорожные подразделения подвижной состав которых подвергается интенсивной эксплуатации в жестких условиях, при этом в первую очередь изнашиваются колёсные пары как тяговых локомотивов, так и грузовых вагонов. В виду высокой стоимости новых колёсных пар предприятия организуют на базе собственных ремонтных подразделений процесс восстановления поверхностей катания колёс железнодорожного (ж/д) транспорта. В настоящее время технология восстановления поверхностей катания колёс подвижного состава ж/д транспорта включает в себя следующие процессы: демонтаж колеса; определение величины дефектов колеса; наплавка изношенной поверхности; восстановление поверхности катания колеса . механической обработкой. Все операции выполняются вручную, а механическая обработка - на специальном токарном оборудовании также с применением ручного труда. Использование программного оборудования для выполнения операции механической обработки затруднено в связи с тем, что величина наплавляемого слоя материала изменяется в пределах 1..9 мм и не все участки подвергаются наплавке (чаще всего гребень колеса), что создаёт определённые трудности при разработке управляющей программы. Таким образом, она разрабатывается вновь для каждого наплавленного колеса. Разработка технологии программной обработки профиля колеса, при использовании оборудования, оснащённого автоматизированными приводами, позволила бы решить важную и актуальную задачу по повышению эффективности технологических процессов восстановления колёс подвижного состава ж/д транспорта.

Рисунок 2.3. Профиль колеса, полученный с цифровой камеры
Следующим этапом являлась отработка полученного цветового изображения, которая необходима для определения величины припуска и формирования управляющей программы. Очевидно, что цветное изображение не приемлемо для формирования «реального» восстанавливаемого профиля колеса, так как простое сравнение, необходимое в дальнейшем, требует получения значения яркости пикселя. Поэтому следующим этапом являлся перевод цветного изображения в монохромное, так как его элементы, или пиксели, могут принимать либо максимальное значение яркости - 1, либо минимальное - 0 (рисунок 2.4). Анализ именно такого монохромного изображения использовался для получения информации о контуре.
Рисунок 2.4. Монохромное изображение профиля ж/д колеса