Дипломная (вкр): Грузовой тепловоз мощностью 3000 кВт. Дизель-генератор

Таблица 3.7

3.3    Расчет рамы тележки на прочность

При расчете рамы тележки на прочность рассмотрены два расчетных случая: первый - к раме тележки приложена статическая нагрузка 23 кН на ось, второй - рама тележки нагружена рамной силой 100 кН от вписывания в кривую радиусом 350 м.

Для расчета рамы используем программный комплекс Cosmos DesignStar [19], реализующий метод конечных элементов. 3D модель рамы построена с использованием САПР AutoDesk Inventor.

Рис. 3.16. 3D модель рамы

Первый расчетный случай

1.      Схема приложения сил

2.      Конечно-элементная модель

.        Напряжения в элементах рамы тележки

.        Перемещения элементов рамы тележки

Таким образом, в результате расчета было выявлено, что максимальные напряжения от статической нагрузки составляют 1,747∙109 Н/м2, максимальные перемещения - 0,01 м. Проверка запасов прочности показала, что наиболее слабыми местами в конструкции рамы тележки являются места сопряжения средней и боковой балок, поэтому рекомендуется усиление конструкции в этих местах.

Второй расчетный случай

.        Схема приложения сил

.        Конечно-элементная модель

3.      Напряжения в элементах рамы тележки

. Перемещения элементов рамы тележки

Результаты расчета показали, что при данном режиме вписывания максимальные напряжения составляют 2,254∙103 Н/м2, максимальные перемещения - 6,3∙10-8 м. Необходимый запас прочности в этом случае обеспечивается во всех элементах конструкции рамы тележки.

3.4 Выводы по разделу

. Разработана программно-ориентированная математическая модель горизонтальной динамики локомотива с опорно-осевой подвеской тягового двигателя. Модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, связывающих значения динамического и дополнительного моментов сопротивления, а также направляющей силы в контакте гребень рельс с массогабаритными параметрами ходовой части и упруго-демпфирующими характеристиками связей рассматриваемой системы.

. Был проведен расчет динамического вписывания локомотива в кривые радиусом 350 и 1000 м с целью определения величины рамных сил. Расчет показал, что максимальное значение рамной силы составляет 100 кН.

. Расчет рамы тележки локомотива на прочность показал, что при воздействии на раму статической нагрузки местами с наименьшим запасом прочности являются места сопряжения средней и боковых балок. При воздействии рамной силы конструкция рамы обеспечивает необходимый запас прочности.

4. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1 Основные положения охраны труда

Охрана труда - это комплексная дисциплина, которая изучается с целью формирования у будущих специалистов с высшим образованием необходимого в их дальнейшей профессиональной деятельности уровня знаний и умений по правовым и организационным вопросам охраны труда, по вопросам гигиены труда, производственной санитарии, техники безопасности и пожарной безопасности, определенного соответствующими государственными стандартами образования , а также активной позиции по практической реализации принципа приоритетности охраны жизни и здоровья работников по отношению к результатам производственной деятельности . Данная дисциплина является комплексной и базируется как на общеобразовательных, так и на общетехнических и специальным дисциплинам.

Главным объектом исследования охраны труда есть человек в процессе труда, производственная среда, взаимосвязь человека с промышленным оборудованием, технологическими процессами, организация труда и производства.

Задача охраны труда заключается в том, чтобы свести к минимуму вероятность травм и профессиональных заболеваний с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

4.2 Анализ опасных и вредных веществ

В процессе технического обслуживания и ремонта локомотивов образуются следующие вещества, приведены в табл. 1, которые относятся к химически опасных и вредных производственных факторов.

Таблица 1. - Характеристика опасных веществ, которые образуются в процессе ремонта и обслуживания локомотивов.

Вредные вещества, попавшие в организм человека, вызывают нарушения здоровья только в том случае, когда их количество в воздухе превышает предельную для каждого вещества величину.

Защита от вредного воздействия вещества на производстве:

К общим мероприятиям и средствам предупреждения загрязнения воздушной среды на производстве и защиты работающих относятся:

Изьятие вредных веществ в технологических процессах, замена вредных веществ менее вредными и т.п. Например, свинцовые белила заменены на цинковые, метиловый спирт - другими спиртами, органические растворители для обезжиривания моющими растворами на основе воды; совершенствование технологических процессов и оборудования, автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами, при которых возможен непосредственный контакт работающих с вредными веществами.

Герметизация производственного оборудования, работа технологичного оборудования под разрежением, локализация вредных выделений за счет местной вентиляции;

Нормальное функционирование систем отопления, обще обменной вентиляции, кондиционирования воздуха, очистки выбросов в атмосферу; предварительные и периодические медицинские осмотры работников, работающих во вредных условиях, профилактическое питание, соблюдение правил личной гигиены;

Контроль над содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны; использование средств индивидуальной защиты.

4.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Анализ опасных и вредных производственных факторов, возникающих в технологическом процессе технического обслуживания и ремонта локомотивов, приведен в табл.2.

Таблица 2. - Перечень опасных и вредных производственных факторов и их источники.

4.4 Вибрации

Различают гигиеническое и техническое нормирование вибрации. При гигиеническом нормировании регламентируются соответствующие условия для защиты от вибрации человека, а при техническом - по защите машин, оборудования, механизмов и т.п. от действия вибрации, которая может привести к их повреждению или преждевременного выхода из строя. Основными нормативными документами по охране труда относительно вибрации ГОСТ 12.1.012-90 и ДСН 3.3.6.039-99 [15].

Мероприятия и средства защиты от вибрации по организационному признаку делятся на коллективные и индивидуальные. Коллективные мероприятия и средства виброзащиты можно подразделить по следующим направлениям: снижение вибрации в источнике ее возникновения; уменьшение параметров вибрации на пути ее распространения от источника; организационно-технические мероприятия; лечебно-профилактические мероприятия.

4.5 Общие мероприятия и средства нормализации микроклимата

Нормализация параметров микроклимата осуществляется с помощью комплекса мероприятий и средств коллективной защиты, которые включают строительно-планировочные, организационно-технологические, санитарно-гигиенические, технические и другие. Для профилактики перегревов и переохлаждений рабочих используются средства индивидуaльной защиты. Для обеспечения нормализации параметров микроклимата предусмотрены следующие мероприятия: вентиляция и отопление в холодный период года.

4.6 Основные требования к производственному освещению

Для создания благоприятных условий зрительной работы, исключающие быструю утомляемость глаз, возникновения профессиональных заболеваний, несчастных случаев и способствовали повышению производительности труда и качества продукции, производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

Создавать на рабочей поверхности освещенность, соответствующей характеру зрительной работы и не является ниже установленной нормы;

- Обеспечить достаточную равномерность и постоянство уровня освещенности в производственных помещениях, чтобы избежать частой переадаптации органов зрения;

Не создавать ослепляющего действия, как от самих источников освещения, так и от других предметов, находящихся в поле зрения;

- Не создавать на рабочей поверхности резких и глубоких теней (особенно подвижных);

Свет должен быть достаточен, для различения деталей контраст поверхностей освещаются; не создавать опасных и вредных производственных факторов (шум, тепловые излучения, опасность поражения током, пожаро и взрывоопасность светильников);

Должно быть надежным и простым в эксплуатации, экономическим и эстетическим.

Виды производственного освещения:

В зависимости от источника света производственное освещение может быть: естественным, что создается прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода; искусственным, создаваемое электрическими источниками света и совмещенным, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Расчет светильного установки системы общего освещения:

Проектируемый участок имеет общее искусственное освещение с равномерным расположением светильников, т.е. с одинаковыми расстояниями между ними. Источниками света выберем дуговые ртутные лампы ДРЛ (дуговые ртутные), или ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью. Лампа состоит из кварцевой колбы (пропускающей ультрафиолетовые лучи), которая заполнена парами ртути при давлении 0,2 - 0,4 МПа, с двумя электродами и внешней стеклянной колбы, покрытой люминофором.

Как наименьший размер объекта различения равный 0,51 мм, соответствует зрительной работе средней точности (IV разряд). Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод коэффициента использования. Определение нормативного значения коэффициента естественной освещенности (КП4) для четвертого пояса светового климата ЕИVн = 3,2 %.