Мобильный железнодорожный измерительный комплекс

Аннотация 4
Список используемых сокращений 5
Введение 8
1 Анализ исходных данных и разработка технического задания 9
1.1 Назначение, актуальность и область использования 9
1.2 Эксплуатационные ограничения 10
1.3 Анализ аналогов 11
1.4 Анализ электрической принципиальной схемы 13
1.5 Выбор элементной базы 15
1.6 Анализ структурной схемы 16
1.7 Расчет надежности 17
1.8 Разработка технического задания на конструирование электронного блока мобильного железнодорожного измерительного комплекса 20
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 22
2.1 Выбор метода компоновки 22
2.2 Выбор способа конструирования 23
2.3 Разработка конструкции корпуса 23
2.4 Компоновка ЭРЭ на ПП и трассировка ПУ 26
2.5 Выбор материалов блока и способ сборки 27
2.6 Конструкторские расчеты 29
2.6.1 Расчет воздействий вибрации на печатную плату 29
2.6.2 Тепловое моделирование 33
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 35
3.1 Анализ конструкции устройства 35
3.2 Построение схемы сборности платы и устройства 38
3.3 Построение схемы сборки печатного узла 39
3.4 Выбор метода изготовления печатной платы 40
3.4.1 Выбор оборудования для изготовления ПП 40
3.5 Полная оценка технологичности 41
3.5.1 Расчет базового значения комплексного показателя 41
3.6 Комплексная оценка технологичности конструкции устройства 43
3.7 Расчет уровня технологичности 47
3.8 Разработка ТП сборки 48
3.8.1 Разработка технологического процесса сборки платы 48
3.8.2 Выбор оборудования и оснастки для основных операций сборки и монтажа платы 48
3.9 Разработка маршрутных карт 49
3.10 Определение основных производственных параметров 50
3.10.1 Определение основных производственных параметров 50
3.10.2 Расчет такта и ритма производства 51
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 52
4.1 Организация и планирование работ 52
4.2 Организация работ 52
4.3 Расчёт стоимости проведения работ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А 61

Весь текст будет доступен после покупки

Железнодорожное полотно, в процессе эксплуатации, подвергается механическим и климатическим воздействиям. Данные воздействия могут повлиять на целостность полотна. Для своевременного предотвращения изменения свойств железнодорожного полотна специализированные службы проводят регламентный осмотр путей. Работники используют измерительное оборудование, позволяющие определять различные параметры полотна. Используют ручное оборудование и подвижное. Ручное оборудование позволяет осуществлять выборочный контроль рельсов. Подвижное оборудование позволяет проводить сплошной контроль полотна и производить ультразвуковые исследования. Остановимся подробнее на подвижных измерительных комплексах.
Данное оборудование позволяет обнаруживать дефекты при сплошном или выборочном контроле рельсов и рельсов стрелочных переводах по всей длине и сечению за исключением перьев подошвы со скоростью до 7 км/ч. В подобных устройствах используются устройства измерения: ультразвуковые датчики, лазерные датчики, гироскопы и оптические камеры. При помощи устройств измерения измерительные комплексы получают информацию об угле наклона рельсового полотна, физические параметры рельсов и шпал. На основании данной информации можно определить износ железнодорожного полотна и найти опасные участки, которые необходимо отремонтировать.
В рамках работы разработан мобильный железнодорожный измерительный комплекс, который осуществляет измерение профиля рельсового полотна при помощи ультразвуковых датчиков, электронного гироскопа. Задачей работы является разработка конструкции и технологии сборки электронного блока железнодорожного измерительного комплекса. Уникальность устройства заключается в его низкой стоимости и высокой надежности по сравнению с представленными на рынке аналогами. Высокая надежность достигнута благодаря использованию SMD компонентов [1].

Весь текст будет доступен после покупки

Мобильный железнодорожный измерительный комплекс осуществляет контроль железнодорожного полотна по всей длине и сечению рельсов, измеряет профиль и фиксирует точные координаты в процессе измерения.
Актуальность использования мобильного измерительного комплекса напрямую связана с автоматизацией выполнения работ. В настоящее время РЖД использует ручные системы измерения. Их главное преимущество заключается в большей мобильности, из-за их меньших размеров. И меньшей стоимостью по сравнению с измерительными комплексами. Измерительный комплекс предполагает наличие полноценной телеги, которая устанавливается на рельсовое полотно и проводит измерения в процессе движения. Ручные измерительные устройства (путевые шаблоны) обладают меньшим функционалом, в отличии от измерительного комплекса. Кроме того, мобильные измерительные комплексы проводят измерения в автоматическом режиме, что позволяет увеличить скорость исследования полотна. На рисунке 1.1 представлен внешний вид путевого шаблона [1].

Рисунок 1.1 – Внешний вид путевого шаблона
Некорректно сравнивать мобильные измерительные комплексы и путевые шаблоны из-за того, что их цена отличается в десятки раз. Однако, разработанное устройство обладает преимуществами существующих измерительных комплексов с учетом относительно низкой стоимости. В связи с чем его можно использовать вместо существующих путевых шаблонов.
Устройство будет использоваться в тех местах где проложено железнодорожное полотно. Такими местами могут быть наземные и подземные линии. Измерительный комплекс предназначен для работы с различной шириной колеи. В РФ ширина колеи варьируется от 1516 до 1528 мм. В устройстве предусмотрен механизм для изменения ширины колеи. Поэтому его возможно использовать в странах с отличной от отечественной шириной колеи рельс.
Кроме того, разработанное устройство в будущем можно подвергнуть серьезной модернизации. Путем реализации на основе мобильного ж/д комплекса автономной измерительной системы, работа которой будет осуществляться без участия оператора. Участие человека будет сведено к минимуму и будет заключаться только в доставке комплекса до места исследования и контроля его параметров, во время измерений.

1.2 Эксплуатационные ограничения

Электронный блок мобильного железнодорожного измерительного комплекса эксплуатируется во всех климатических зонах, поэтому согласно ГОСТ 15150-69 он относится к группе В-5. Минимальная рабочая температура -40?, максимальная +45?.
Согласно ГОСТ 16019-2001 устройство относится к группе В5. По назначению это возимая аппаратура, устанавливаемая в подвижных железнодорожных объектах. Поэтому необходимо обеспечить защиту от вибрации в диапазоне частот 10-70 Гц, с амплитудой ускорения не более 2g [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ливанцов А.В. Мобильные измерительные системы. – М.: Издательский центр «Беркут», 2016. – 268 с.
2. Конструирование узлов и устройств электронных средств: учебное пособие / Д.Ю. Муромцев, И.В. Тюрин, О.А. Белоусов. –Ростов н/Д.: Феникс, 2019. – 540 с.
3. Селиванов Г.А., Анферов А.Р. Разработка электрических схем: учебное пособие студ. учреждений высш. проф. образования / Селиванов Г.А., Анферов А.Р. – М.: Издательский центр «Око», 2020. – 102 с.
4. Мурин Д.К. «SolidWorks» для инженеров. – М.: АСТ, 2019. – 268 с.
5. Основы надежности электронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.П. Ямпурин, А.В. Баранова. – М.: Издательский центр «Кинжал», 2014. – 250 с.
6. Лазарев Е.М., Левин А.П. Проектирование радиоэлектронных устройств: Учебное пособие. – М.: МИРЭА, 2015. – 52с.
7. Медведев А.М. Технология производства печатных плат М.: Техносфера , 2015. – 360с.
8. Лазутин, В.П. Корячко, В.В. Сускин. Технология электронных средств. – М.: МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2013. – 286 с.
9. Печатные платы: Справочник / Под редакцией К.Ф. Кумбза в 2-х книгах. Книга 1. М.: Техносфера, 2011. – 1016 с.
10. Селиванова З.М. Технология радиоэлектронных средств: учеб. Пособие / З.М. Селиванова. – Ростов н/Д: Феникс, 2014. – 79 с.

Весь текст будет доступен после покупки