CC BY
26
передовых технологий. - 2008. - Вып. 4/3 (34). - С. 25 - 27.
4. Кравченко, В. М. Техшчне дiагностування мехашчного обладнання [Текст]: тдруч. / В. М. Кравченко, В. А. Сидоров, В. Я. Седуш. - Донецьк: ТОВ „Юго-Восток, Лтд", 2007. - 447 с.
5. Явленский, К. Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем [Текст]: учеб. / К. Н. Явленский, А. К. Явленский; - Л.: Машиностроение, 1983. - 239 с.
6. Барков, А. В. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации [Текст]: учеб. / А. В. Барков, Н. А. Баркова; СЗУЦ. - СПб.: СПбГМТУ, 2004. -156 с.
УДК 629.4.083:629.45
Скурiхiн Д.1., астрант (УкрДАЗТ)
ОЦ1НКА ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНО1 НАД1ЙНОСТ1 СУЦ1ЛЬНОКАТАНИХ КОЛ1С ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОН1В
Постановка проблеми. Кожен об'ект в певних умовах експлуатацп при фжсованому напрацюванш мае обмежене число деталей або вузл1в, як найчаст1ше виходять з ладу, вони одержали назву: «л1м1туюч1 надшшсть» 1 в основному визначають величину матер1альних 1 трудових витрат на шдтримку об'екту в працездатному сташ.
Аналiз бо^бжень i публшацш. Дослщження «ВНИИЖТ» [1,2] показали, що в перюд м1ж плановими ремонтами пасажирськ вагони вщчшлюються до 2-х раз1в { в бшьшост випадюв унаслщок вщмов колю (53%). Автори вщзначають, що проб1г колюних пар м1ж обточуваннями за прокатом в 2 рази менше м1жремонтного пробку вагону. Також безвщмовний проб1г колюних пар обмежують вщмови колю гальм1вного { втомного походження. Вщомо, що вщчеплення вагошв в поточний ремонт значно ускладнюють д1яльшсть ЗТ. Вони, кр1м робгг, пов'язаних з усуненням несправностей, приводять до зриву графтв руху потяпв, зайвим простоям на станцп та ш.
Постановка завбання. Природний знос { пошкодження випадкового характеру колю ютотно обмежують безвщмовний проб1г пасажирських вагошв, що знижуе економ1чну ефектившсть роботи зал1зниць. У данш публжаци проведена оцшка експлуатацшно! надшност колю в сучасних
умовах експлуатаци, з метою перевiрки ефективностi реалiзованих заходiв системи техшчного обслуговування пасажирських вагонiв i пропозицн заходiв по оптимiзащl останньо! [5].
Виклад основного матерiалу до^дження. Колют пари сучасних пасажирських ваготв формують холодною посадкою на вюь двох типових суцiльнокатаних колiс (ГОСТ 9036-88, ГОСТ 10791-2004) i шдкочують пiд двовiснi вiзки типу КВЗ-ЦНП. Середне напрацювання вiзкiв на вщмову -не менше 190 тис. км [11].
Для ощнки експлуатацшно! надiйностi суцiльнокатаних колiс пасажирських вагошв необхiдно задатися початковими умовами:
- колесо приймаеться як нерезервований вщновлюваний об'ект [3];
випробування проводяться за планом
[К = 3084, К, Т = 17*204] [4];
- статистична обробка даних i пiдбiр закону розподшу виконуеться за методикою [6].
Збiр даних проводиться по вагоннш дшьнищ ЛВЧ-1 (приписний парк 771 ваг.) Швденно! залiзницi на пiдставi первинно! документацн (повiдомлень про ремонт вагону форми ЛВУ-23М) за перюд 2 роки (або 300тис.км пробку), який вiдповiдае iнтервалу мiж деповськими ремонтами пасажирського вагону, встановленому наказом №550Ц вщ 29.10.02.
Вiдмови колю в експлуатаци умовно роздшимо на двi групи за причиною !х виникнення: раптовi i поступовi. До раптових вiднесемо вiдмови iз стрибкоподiбною змiною технiчного стану: повзуни i навари. Вiдмови унаслiдок зносу i втомного руйнування вiднесемо до поступових: мюцеве розширення обода, рiвномiрний i нерiвномiрний прокати, кiльцевi виробки, тонкий гребшь, гострокiнцевий накат гребеня, тонкий общ, вищербини [3].
Початковими даними для розрахунку служать промiжки часу вщ останнього планового ремонту або виготовлення до вщмови об'екту.
Обчислимо основш характеристики вибiрок:
Вибiркове середне:
п
1=1
(1)
де Ч ~ напрацювання * -го колеса до вщмови, год; п ~ кшыасть вщмов за перюд 2 роки.
Виб1ркова диспершя:
Середньоквадратичне вщхилення:
.
Асиметр1я:
Ексцес:
_[ тфИ-1) у^-^У] 3(Т1-1)г Л 1(П-1)(П-2)(П-3)ДД ^ )] (п-2){п-
.
(2)
(3)
(4)
(5)
Сформуемо статистичш ряди 1 граф1чно представимо даш. Визначимо кшьюсть штервал1в виб1рок за формулою Старджесса:
(6)
прийм. прийм.
Обчислимо частоти потрапляння виб1ркових значень в штервал С^ь), (тг), накопичеш частоти = ^ж + Е'2 + — + накопичеш
В1ДНОСН1 частоти
вщносш частоти \п/. Дал1 побудуемо пстограми: пол1гони { кумуляти частот.
Рисунок 1 - Пол^они i кумуляти частот для раптових i поступових вщмов
суцiльнокатаних колiс
Аналiз графiчних зображень варiацiйних рядiв дозволив зробити припущення про закони розподiлу вщмов колiс в експлуатаци. Уточнимо закони розподшу напрацювань до вiдмови для вибраних груп. Для цього обчислимо щшьшсть вщносних частот для середин штервашв напрацювань за формулою:
(7)
де
к -
крок штервашв вибiрок.
Побудуемо залежностi щiльностi вщносних частот вiд часу напрацювання i пiдберемо вiдповiдний закон розподiлу. Шсля згладжування експериментальних розподiлiв рiзними функщями стало ясно, що для розподшу раптових вщмов найбiльш адекватна
експоненщальна функщя з параметром А = дЛЯ поступових -
гамма-функщя с параметрами к = 3,642; $ = 2095,38в
Рисунок 2 - Емшрична { теоретична щшьносп розподшу раптових { поступових вщмов суцшьнокатаних колю
Перев1римо адекватшсть теоретичних розподшв емшричним на 1мов1ршсному папер1 за допомогою модуля БТАТ1БТ1СА 6 фисунок 3).
Як видно теоретичш функци добре узгоджуються з емшричними.
Розрахунки { побудови показують, що вщмови колю гальм1вного походження, як { бшьшють раптових вщмов, найчастше виникають в початковий шсляремонтний перюд, дал1 1х кшькють зменшуеться. Максимальна щшьнють розподшу поступових вщмов припадае на перюд 4000-8000 годин (5-10 мю) напрацювання вщ останнього ремонту, що узгоджуеться з процесами природного зносу { втомного викришування поверхш кочення суцшьнокатаних колю вагошв.
График вероятность-вероятность по Внезапн. часы (ПОКАЗАТЕЛИ 8у*876с) Распределение: Экспоненциальное(5264,11)
1,2
1,0
^ 0,6
-0,4
-0,2
0,0 0,2 0,4 0,6
Теоретическое кумулятивное распределение
0,8
1,0
График вероятность -вероятность по Постеп. часы (ПОКАЗАТЕЛИ 8у*876с) Распределение: Гамма(3,34942, 2278,61)
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
5 0,4
0,2
г 0,0
-0,2
-0,4 -0,2
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Теоретическое кумулятивное распределение
1,2
Рисунок 3 - Перевiрка розподшв на iмовiрнiсному паперу
Точкову ощнку середнього напрацювання на вщмову для плану NRT визначимо зпдно виразу [7]:
(8)
У раз1 випробування високонадшних систем виникають трудношд точково! оцшки, оскшьки вщмови спостершаються в невеликш кшькосп { величини точкових оцшок р1зко мшяються вщ кшькосп вщмов. У зв'язку з цим скористаемося штервальними оцшками. Меж1 дов1рчого штервалу при о: = Од и числ1 ступешв свободи визначимо за формулами:
(9) (10)
де - квантш розподшу Стьюдента. Результати занесемо у таблицю 1.
Таблиця 1 - Оцшка середнього напрацювання на вщмову колю
Розподш напрацювання до вщмови Точкова оцшка Меж1 дов1рчого штервалу
нижня верхня
год тис. км год тис. км год тис. км
Експоненщальний 730 157 12 503 714 027 12 226 746 289 12 779
Гамма 120 606 2 065 120 200 2 058 121 013 2 072
Як видно з таблиц 1, оцшки напрацювань на вщмову суцшьнокатаних колю на весь парк пасажирських вагошв ЛВЧ-1 достатньо висою. Але раптов1 вщмови колю (вищербини, повзуни, навари), що найбшьш часто зустр1чаються, значно зменшують довгов1чнють сум1жних елеменлв: осей колюних пар \ шдшипниюв буксових вузл1в.
З [10] вщомо, що нешдресореш елементи ходових частин пасажирського вагону за весь термш служби при експлуатаци без пошкоджень поверхш катания колеса сприймають ор1ентовно 37-1о4 удар1в с прискореннями для зими \ для лгга. При експлуатаци колюно!
пари з короткими нершностями на поверхш кочення частота появи вказаних прискорень збшьшуеться:
- для & = 2 - в 20,5 рази;
- для к - в 32 рази, ( коеф. динаъпчного перевантаження). Звщки витжае непрогнозоване зменшення термшу служби осей
колюних пар 1 тдшипниюв буксових вузл1в, 1з загрозою раптово! вщмови на шляху прямування потягу.
Як вщомо вщновлюваш вироби характеризуються комплексним
ш,
показником надшност! - коефщентом готовносп г + не-, 5 який залежить вщ середнього напрацювання 1 часу вщновлення. Зпдно [8] середнш час вщновлення складаеться з (таблиця 2):
У стовпщ «чисельне значення» приведен норми часу замши колюно! пари вагону на шляху прямування вщповщно до [15]
Таблиця 2 - Анал1з складових середнього часу вщновлення
Позна Загальнотехшчне Модифковане Чисельне
чення визначення визначення значення, хв
Ч активний час замши елементу конструкцп час замши колюно! пари 42 - 54
час, що витрачаеться на
доставку запасних частин вщ мюця збер1гання до мюця ремонту об'екту час на маневров1 роботи 20-40
оргашзацшний час, тобто час, обумовлений витратами на виклик фах1вщв до мюця експлуатацп об'екту, д1агностув. техшчного стану час обробки рухомого складу 15 - 30
додатковий час простою у затримка в зв'язку вщсутшстю потр1бно! не нормуеться
зв'язку з вщсутшстю запасних частин в наявност
колтсно! пари
Одним з шлях1в шдвищення коефщента гото вноси е зменшення середнього часу вщновлення, за рахунок зниження часу обробки складу ^о i скорочення простою в зв'язку вщсутнютю вщповщно! колюно! пари .
Висновки. Для оптимiзацil системи технiчного обслуговування колюних пар пасажирських вагошв, шдвищення 1х експлуатацшно! надiйностi необхiднi своечасна реестращя i завчасне повiдомлення обслуговуючого персоналу про виникнення коротких нерiвностей колiс на шляху прямування потягу. Результат плануеться досягти за рахунок використання бортового пристрою безперервного контролю техшчного стану ходових частин вагону, заснованого на акустичних методах неруйшвного контролю.
Оперативне виключення з експлуатаци колюних пар з вщмовами типу повзун, навар, вищербина дозволить попередити утворення нерiвномiрного прокату суцiльнокатаних колю, особливо небезпечного при шдвищених швидкостях руху (120-160 км/год) i що важко шддаеться виявленню в експлуатаци [12, 13, 14], а також збшьшити термш служби осей колюних пар i пiдшипникiв буксових вузлiв.
Список лтератури
1 Цельнокатаные железнодорожные колеса [Текст] : Труды ВНИИЖТ вып. № 124 / Т.В. Ларин, В.П. Девяткин, В.Н. Кривошеев и др - М.: Трансжелдориздат, 1956 -188с
2 Коротеев, И.М. Результаты эксплуатационных испытаний термически упрочненных и легированных колес [Текст] / Коротеев И.М., Занчева М.И., Мельниченко Н.А. // Вопросы повышения надежности вагонов: Сб. ДИИТ вып № 153. - Днепропетр, 1974. - С. 19-23.
3 ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения [Текст]. Введ. 01.07.90. - М. : Изд-во стандартов, 1988. - 64с.
4 ГОСТ 27.410-87. Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытаний на надежность [Текст]. Введ. 01.01.89. - М. : Изд-во стандартов, 1987. - 80с.
5 ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. [Текст]. Введ. 26.04.95. - М. : Изд-во стандартов, 2002. - 80с.
6 Половко, А.М. Основы теории надежности. Практикум. [Текст] : учеб. / А.М. Половко, С В. Гуров - СПб.: БВХ-Петербург, 2006. - 560с.: ил. - ISBN 5-94157542-4.
7 Дружинин, Г.В. Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах [Текст] : учеб. /. Г.В Дружинин, С.В Степанов., В.Л. Шихматова и др. - М.: «Энергия», 1976. - 448 с.
8 Волков, П.Н. Ремонтопригодность машин [Текст] : учеб. /. П.Н. Волков, П.Г Левченко., А.И. Аристов, Л.Г. Дубицкий и др. - М.: «Машиностроение», 1975. - 368 с.
9 Сухарев, Э.А. Прикладные задачи теории эксплуатационной надежности машин [Текст] : учеб. /. Э.А. Сухарев - Ровно: изд. «Ровенский государственный технический университет», 1999. - 218 с.
10 Кудрявцев, Н.Н. Оценка эксплуатационной нагруженности колесных пар пассажирских вагонов инерционными силами и их нормирование [Текст] / Кудрявцев Н.Н., Бакланов Б.В. // Исследование неровностей колес пассажирских вагонов: Сб. науч. трудов ВНИИЖТ вып. № 608. - М.: Транспорт, 1979. - С. 88-101.
11 ГОСТ 10527-84. Тележки двухосные пассажирских вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия. [Текст]. Введ. 31.07.84. - М. : Изд-во стандартов, 1984. - 15с.
12 Данченко, О.А. Исследование принципов построения и разработка устройства автоматического обнаружения неравномерного проката колес железнодорожных вагонов [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.22.07 / ВНИИЖТ. - М., 1983. - 18с.
13 Кривошеев, В.Н. Оценка состояния колесных пар по статистическим данным на направлении Москва-Ленинград [Текст] // Исследование неровностей колес пассажирских вагонов: Сб. науч. трудов ВНИИЖТ вып. № 608. - М.: Транспорт, 1979.
- С. 5-12.
14 Кривошеев, В. Н. Анализ неровностей на поверхностях катания колес, выявленных методом силового контроля [Текст] // Исследование неровностей колес пассажирских вагонов: Сб. науч. трудов ВНИИЖТ вып. № 608. - М.: Транспорт, 1979.
- С. 60-74.
15 ЦЛ-0030 Типовий технолопчний процес тдготовки та еютровки в рейс пасажирських вагошв та швидюсних поiздiв (Т 07.02).
УДК 533.697.5
Бондарь Е.А., зав.лаб. (ДонИЖТ)
УТОЧНЕННОЕ УРАВНЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЖЕКТОРНОГО УСТРОЙСТВА
Постановка вопроса. Уравнение аэродинамической характеристики необходимо для того, чтобы после совместного решения с уравнением рассеивания газов в атмосфере можно было определять концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы и необходимые геометрические размеры эжекторного устройства, обеспечивающего снижение концентраций вредных веществ в атмосфере до допустимого предела. В работе [2] получено такое уравнение, однако принятое в этой
