На выпускную квалификационную работу 5 страница

Дефектоскопист является ответственным лицом за качество проверки дефектоскопом элементов колесных пар. Контроль за работой дефектоскописта осуществляется мастером, инспектором ОТК или контрольным мастером отдела технического контроля на заводах промышленности.

Ультразвуковые дефектоскопы предназначены для ультразвукового контроля узлов и деталей средств железнодорожного транспорта, в том числе осей (например типов РУ, РУ1, РУ1Ш) и колес, а также сварных соединении, с целью выявления внутренних дефектов и измерения их координат. Принцип действия дефектоскопа основан на свойствах ультразвуковых колебаний отражаться от поверхностей и неоднородностей в контролируемых деталях. Ультразвуковые колебания в деталях возбуждаются, и отраженные эхо-сигналы принимаются ультразвуковыми пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП).

Также на этом участке производится вихретоковый контроль цельнокатанного колеса дефектоскопом ВД-213.5 и магнитопорошковый контроль оси колёсной пары дефектоскопами МД-12ПШ и МД-12ПС.

Метод вихретоковой дефектоскопии дает возможность обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. Он основан на использовании действия вихревых токов, возникающих в поверхностном слое контролируемой детали от пронизывания его магнитным потоком, на первичную или особую измерительную катушку.

Магнитная дефектоскопия отличается высокой чувствительностью, простотой технологии, наглядностью результатов, незначительными затратами. Метод основан на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии дефектов в намагниченных деталях.

При контроле сварных швов на предприятиях по ремонту подвижного состава широко используется магнитопорошковый метод, сущность которого заключается в следующем. На контролируемую поверхность намагниченной детали наносится ферромагнитный порошок в виде суспензии с керосином, маслом или же магнитный аэрозоль. Под действием магнитных сил рассеяния, выходящих на поверхность детали в месте дефекта, частицы порошка скапливаются в этом месте в виде валиков. Форма таких скоплений соответствует форме дефекта. Чувствительность магнитопорошкового метода зависит от размеров частиц порошка и методов его нанесения; напряжённости магнитного поля; рода приложенного тока; формы, размера и глубины залегания дефекта; способа намагничивания; состояния поверхности. Намагничивание постоянным током даёт возможность обнаружения подповерхностных дефектов. При контроле магнитопорошковым методом наилучшим образом выявляются трещины, непровары, несплавления, подрезы.

Порядок магнитопорошкового контроля включает следующие операции:

- подготовку поверхности – очистку от загрязнений, остатков шлака, окалины;

- намагничивание контролируемой детали;

- нанесение магнитной суспензии или магнитного порошка на поверхность контролируемой детали;

- осмотр контролируемой поверхности и выявление дефектов;

- размагничивание.

После проведения дефектоскопии колёсную пару маркируют. Маркировку осуществляют при помощи молотка и клейма. Элементы колесных пар должны иметь четко обозначенные знаки маркировки и клеймения, предусмотренные стандартами и техническими условиями:

а) необработанные оси - на подступичной или средней части оси;

б) грубо или окончательно обработанные оси - на торце шейки.

Затем повторяется операция по осмотру колёсной пары. Замеряются следующие параметры:

1) разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев колёс – для измерения требуется штангенциркуль ШП-III-1600-0.1 и межбандажный штангенциркуль ИМ-01-04-06 (разность должна быть (1440+2, -1) мм);

2) разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев колёс в двух взаимно противоположных плоскостях колёсной пары – для измерения требуется штангенциркуль ШП-III-1600-0.1 и межбандажный штангенциркуль ИМ-01-04-06 (разность допускается не более 1, 5 мм);

3) разность расстояний от предподступичных частей оси до внутренней боковой поверхности ободьев колёс с одной и с другой стороны колёсной пары – для измерения используется измерительная стойка СИРК-Ш-410-530 (разность должна быть не более 3 мм);

4) отклонение от соосности кругов катания колёс относительно базовой поверхности – для измерения используется измерительная стойка СИРК-Ш-410-530 (отклонение допускается не более 1 мм);

5) разность диаметров по кругу катания колёс цельнокатанных в колёсной паре – для измерения используется штангебандажемер Ииз-63-00-00-82 (допускается разность 1, 0 мм);

6) диаметр шейки оси – для измерения используются скоба рычажная СР 150 и скоба мод 4150-130 (диаметр должен быть 130+0, 052+0, 025);

7) диаметр предподступичных частей оси – для измерения используется микрометр МК-175 или скоба мод 4150-165 (диаметр должен быть 165+0, 20+0, 12);

8) средняя часть оси – для измерения используется микрометр МК-175, линейка 300, кронциркуль, штангециркуль Ииз-77-00-82 (диаметр должен быть (172+3) мм);

9) толщина обода колеса – для измерения используется толщиномер цельнокатанных колёс Т447.07.000 (разность толщин ободов допускается не более 5, 0 мм);

10) диаметр по кругу катания колеса – для измерения используется штангебандажемер Ииз-63-00-00-82 (диаметр должен быть (950+14) мм).

После осмотра колёсной пары следует операция окраски. Колёса и средняя часть оси обезжириваются моющим средством для последующего нанесения грунтовки чёрного цвета. Грунтовкой окрашиваются колёса по всей поверхности, кроме поверхности катания (у колёсных пар грузовых вагонов боковые поверхности ободьев не окрашиваются), средняя часть оси, места соединения лабиринтного кольца с предподступичной частью, а также предподступичные части между лабиринтным кольцом и цельнокатанным колесом.

После окраски необходимо провести естественную сушку колёсной пары. Затем колёсная пара отправляется на консервацию. Здесь шейка и предподступичные части оси покрываются консервационным маслом К-17 [25]. Затем они обворачиваются влагонепроницаемой бумагой и предохраняются деревянными планками.

Затем на наружную торцевую поверхность обода цельнокатанного колеса на линейные колёсные пары приклеивается знак соответствия.

3 Анализ качества колёсных пар

В ходе преддипломной практики на ОАО «КрЭВРЗ» в колёсном цехе на участке сборки буксового узла были определены следующие параметры колёсной пары: межбандажное расстояние, ширина обода колёс и диаметр колёс по кругу катания. Эти параметры являются основными в колёсной паре. К ним применяется жёсткий контроль.

Проведём анализ качества колёсных пар с помощью простых инструментов контроля качества: диаграммы Парето, причинно-следственной диаграммы Исикавы, а также с помощью -R – контрольных карт Шухарта. Достоинствами этих методов является простота применения, наглядность и эффективность.

3.1 Исследование проблем, возникающих при ремонте колёсной пары с помощью Диаграммы Парето

Для анализа данных была построена диаграмма Парето по причинам. Для построения диаграммы Парето, нами были выявлены и проклассифицированы главные проблемы, возникающие при ремонте колёсной пары. Затем мы разработали и заполнили бланк по учёту дефектов с графами для итогов по каждому проверяемому параметру в отдельности, накопленной суммы числа дефектов, процентов к общему итогу и накопленных процентов (таблица 3.1). Затем по данным таблицы построили столбчатую диаграмму и кумулятивную кривую. На уровне 80 % провели горизонтальную линию до пересечения с кумулятивной кривой и из точки пересечения опустили перпендикуляр на горизонтальную ось (рисунок 3.1).

Таблица 3.1 – Бланк учёта дефектов

Окончание таблицы 3.1.

Рисунок 3.1 – Диаграмма Парето по показателям качества

Левее перпендикуляра располагаются следующие виды дефектов: несоответствие межбандажного расстояния, несоответствие диаметра колёс по кругу катания, несоответствие ширины обода колеса. Перечисленные виды дефектов составляют более 80 % несоответствий и требуют принятия первоочередных мер по их устранению.

3.2 Исследование причин возникновения несоответствий с помощью причинно-следственной диаграммы Исикавы

Для определения причин, влияющих на появление несоответствий, мы используем причинно-следственную диаграмму Исикавы.

Для построения диаграммы Исикавы мы выбрали исследуемый дефект и записали его в середине правого края листа бумаги. Через центр листа мы провели прямую горизонтальную линию («хребет» диаграммы).

Затем мы определили главные факторы (факторы первого порядка), влияющие на показатель качества. Главные факторы разделяются по своему влиянию на 4 основные причины: персонал, средства измерений, технология, оборудование. От названий главных факторов мы провели стрелки («большие кости») к «хребту» диаграммы. Показатели качества и главные факторы мы для наглядности заключили в рамки. Затем мы определили и записали факторы второго порядка рядом с «большими костями» факторов первого порядка, на которые они влияют. Дальше мы определили факторы третьего порядка рядом со «средними костями» факторов второго порядка, на которые они оказывают влияние. Таким образом, мы построили диаграмму Исикавы для каждого из выявленных по диаграмме Парето дефектов (рисунки 3.2, 3.3, 3.4).

По построенной диаграмме Исикавы, можно сделать вывод, что главными причинами появления дефекта несоответствие ширины обода колеса являются ошибки персонала, обусловленные некачественным обучением, усталостью и невнимательностью; использование средств измерений, не заложенных в техническом процессе; несоблюдение технологических режимов; нарушение технологии и несоблюдение режимов обработки. Главными причинами появления несоответствия межбандажного расстояния являются: ошибки персонала, связанные с личными проблемами, халатностью и невнимательностью персонала; ошибки средств измерения, связанные с несвоевременной их поверкой; несоблюдение контроля за технологическим процессом и контролем за безопасностью; несоблюдение регламента и режимов обточки. Главными причинами появления несоответствия диаметра колёс по кругу катания являются ошибки персонала, связанные с незнанием технологии ремонта и некачественным обучением; механические повреждения и несвоевременная поверка средств измерения; плохая проработка технологии и несоблюдение режимов обработки; поломка колесотокарного станка, несвоевременное проведение планово-предупредительных работ и нарушение режима обточки.

3.3 Анализ стабильности технологического процесса с помощью -R – контрольных карт

В колёсном цехе на участке сборки буксового узла из «Журнала учёта замечаний» за 2012 год нами были взяты 150 значений по показателю межбандажное расстояние, оно должно быть 1440(+1; -1) мм; 150 значений по показателю диаметр колёс по кругу катания, он должен быть 1050 (+10) мм; 150 значений по показателю ширина обода колеса, она должна быть 130 (+3; -1) мм.

Для анализа стабильности технологического процесса ремонта колёсной пары мы использовали -R контрольные карты для количественных данных. Карты для количественных данных отражают состояние процесса через разброс и расположение центра.

Сначала мы построили таблицу для показателя межбандажное расстояние (таблица 3.2).

Таблица 3.2 - Данные для построения -R карты для показателя межбандажное расстояние

№	Межбандажное расстояние		R
Х1	Х2	Х3	Х4	Х5
	1439, 3	1440, 0	1439, 4	1439, 7	1439, 0	1439, 48	0, 3
	1439, 6	1440, 7	1439, 4	1440, 3	1440, 6	1440, 12	1, 3
	1440, 1	1439, 7	1440, 3	1439, 6	1439, 3	1439, 8	0, 7
	1439, 4	1439, 9	1439, 6	1439, 6	1439, 0	1439, 5	0, 9
	1441, 0	1440, 8	1439, 1	1440, 2	1439, 6	1440, 14	1, 9
	1439, 6	1440, 3	1440, 9	1440, 6	1440, 2	1440, 32	1, 3
	1440, 7	1440, 5	1440, 7	1440, 7	1440, 7	1440, 66	0, 2
	1439, 6	1439, 7	1439, 2	1440, 0	1439, 6	1439, 62	0, 8
	1439, 5	1440, 2	1439, 6	1441, 0	1440, 2	1440, 1	1, 5
	1440, 2	1439, 3	1439, 5	1440, 5	1440, 2	1439, 94	1, 2
	1439, 7	1439, 3	1440, 8	1440, 2	1439, 4	1439, 88	1, 5
	1439, 3	1441, 0	1440, 6	1440, 5	1440, 0	1440, 28	1, 7
	1440, 3	1440, 0	1439, 7	1440, 1	1439, 9	1440, 0	0, 6
	1440, 7	1440, 5	1440, 1	1439, 2	1440, 3	1440, 16	1, 7
	1439, 2	1440, 6	1439, 7	1439, 3	1441, 0	1439, 96	1, 8
	1439, 2	1439, 2	1440, 9	1440, 3	1440, 5	1440, 02	1, 7
	1439, 8	1439, 2	1440, 2	1440, 2	1439, 2	1439, 72	1, 0
	1440, 5	1440, 4	1439, 1	1440, 2	1439, 4	1439, 92	1, 4
	1440, 1	1440, 8	1439, 7	1439, 1	1439, 3	1439, 8	1, 7
	1440, 6	1439, 2	1440, 0	1439, 7	1439, 8	1439, 86	1, 4

Окончание таблицы 3.2.

Затем мы вычислили среднеарифметическое значений в каждой подгруппе, размах показателя качества в каждой подгруппе, нашли среднеарифметические средних и размахов подгрупп. Формулы для нахождения перечисленных выше параметров представлены в Приложении А.

Затем мы вычислили контрольные границы. Значения коэффициентов А₂, D₃, D₄ определяются по ГОСТ Р 50779.42-99 [32].

-карта. Центральная линия:

CL= =1439, 97.

Верхний контрольный предел:

UCL= +A_2·R=1439, 97+0, 577·1, 33=1440, 74.

Нижний контрольный предел:

LCL= -A_2·R=1439, 97-0, 577·1, 33=1439, 20

R-карта. Центральная линия:

СL=R=1, 33.

Верхний контрольный предел:

UCL=D₄·R=2, 114·1, 33=2, 81.

Нижний контрольный предел:

LCL=D₃·R=0.

По полученным значениям таблицы 3.2 мы построили -R – контрольную карту и нанесли на карту центральную линию, нижний и верхний контрольные пределы, а также нормируемые значения для межбандажного расстояния 1440(+1; -1) мм (рисунок 3.5).

Контрольная карта средних значений ( -карта)

Контрольная карта размахов (R - карта)

Рисунок 3.5 - -R-карта для параметра межбандажное расстояние

Вывод: По построенной -R-карте нельзя точно определить находится ли процесс в статистически управляемом состоянии. Точки не выходят за границы поля допуска, но на карте средних и на карте размахов присутствует одна точка, которая максимально приближена к контрольным границам. Это говорит о наличии особых причины изменчивости – неслучайных причин, действующих на процесс непостоянно, часто непредсказуемых.

Затем мы построили таблицу для показателя диаметр колёс по кругу катания (таблица 3.3).

Таблица 3.3 – Данные для построения -R-карты для показателя диаметр колёс по кругу катания

№	Диаметр колёс по кругу катания		R
Х1	Х2	Х3	Х4	Х5
	1058, 50	1056, 01	1059, 78	1052, 17	1057, 23	1056, 74	7, 61
	1051, 92	1053, 80	1052, 20	1054, 79	1054, 98	1053, 54	3, 06
	1055, 99	1059, 44	1050, 30	1050, 89	1058, 95	1055, 11	9, 14
	1053, 85	1055, 33	1054, 97	1055, 97	1059, 87	1056, 0	6, 02
	1059, 77	1059, 77	1052, 17	1055, 36	1055, 65	1056, 54	7, 6
	1054, 94	1054, 20	1050, 44	1056, 18	1057, 04	1054, 56	6, 6
	1058, 80	1052, 46	1056, 61	1054, 12	1058, 83	1056, 16	6, 37
	1054, 58	1055, 18	1058, 82	1059, 16	1055, 65	1056, 68	4, 58
	1053, 73	1056, 32	1056, 88	1054, 71	1055, 48	1055, 42	3, 15
	1056, 15	1051, 77	1059, 59	1058, 15	1050, 83	1055, 3	8, 76
	1052, 02	1055, 20	1058, 01	1054, 67	1057, 52	1055, 48	5, 99
	1056, 46	1059, 67	1054, 02	1054, 22	1054, 78	1055, 83	5, 65
	1055, 62	1056, 33	1055, 21	1054, 62	1052, 47	1054, 85	3, 86
	1055, 99	1052, 24	1053, 75	1050, 95	1050, 88	1052, 76	5, 11
	1051, 47	1056, 53	1052, 47	1059, 72	1050, 48	1054, 13	9, 24
	1053, 20	1059, 25	1059, 29	1050, 23	1057, 03	1055, 8	9, 06
	1053, 60	1056, 73	1051, 70	1050, 57	1055, 31	1053, 58	6, 16
	1059, 61	1059, 87	1057, 41	1058, 65	1056, 93	1058, 49	2, 94
	1058, 72	1053, 50	1055, 73	1054, 20	1052, 81	1054, 99	5, 91
	1056, 18	1052, 32	1053, 02	1055, 80	1051, 38	1053, 74	4, 8
	1058, 37	1056, 42	1058, 59	1054, 19	1059, 55	1057, 42	5, 36
	1052, 18	1057, 71	1057, 52	1057, 71	1050, 94	1055, 21	6, 77
	1051, 53	1056, 89	1052, 30	1054, 52	1054, 68	1053, 98	5, 36
	1053, 87	1052, 89	1052, 43	1055, 81	1055, 90	1054, 18	3, 47
	1057, 40	1056, 37	1056, 68	1058, 68	1050, 55	1055, 94	8, 13
	1050, 79	1054, 49	1050, 81	1057, 31	1053, 32	1053, 34	6, 52
	1055, 48	1054, 45	1057, 12	1056, 75	1053, 28	1055, 42	3, 84
	1057, 07	1054, 15	1054, 70	1054, 44	1051, 98	1054, 47	5, 09
	1054, 95	1058, 51	1059, 72	1052, 04	1055, 97	1056, 24	7, 68

Продолжение таблицы 3.3.

Затем мы вычислили среднеарифметическое значений в каждой подгруппе, размах показателя качества в каждой подгруппе, нашли среднеарифметические средних и размахов подгрупп. Формулы для нахождения перечисленных выше параметров представлены в Приложении А.

Затем мы вычислили контрольные границы. Значения коэффициентов А₂, D₃, D₄ определяются по ГОСТ Р 50779.42-99.

-карта. Центральная линия:

CL= =1055, 23.

Верхний контрольный предел:

UCL= +A_2·R=1055, 23+0, 577·6, 08=1058, 74.

Нижний контрольный предел:

LCL= -A_2·R=1055, 23-0, 577·6, 08=1051, 72.

R-карта. Центральная линия:

СL=R=6, 08.

Верхний контрольный предел:

UCL=D₄·R=2, 114·6, 08=12, 85.

Нижний контрольный предел:

LCL=D₃·R=0.

По полученным значениям таблицы 3.3 мы построили -R – контрольную карту и нанесли на карту центральную линию, нижний и верхний контрольные пределы, а также нормируемые значения для диаметра колёс по кругу катания 1050 (+10) мм (рисунок 3.6).

Контрольная карта средних значений ( -карта)

Контрольная карта размахов (R-карта)

Рисунок 3.6 - -R-карта для параметра диаметр колёс по кругу катания

Вывод: По построенной -R-карте нельзя точно определить находится ли процесс в статистически управляемом состоянии. Точки не выходят за границы поля допуска, но на карте средних присутствует одна точка, которая максимально приближена к контрольным границам. Это говорит о наличии особых причины изменчивости – неслучайных причин, действующих на процесс непостоянно.