Delist.ru

Разработка и модернизация средств технического обслуживания железнодорожного пути (30.08.2007)

Автор: Сычев Вячеслав Петрович

В момент пересечения A (L) порогового значения C значение производной A1 (L) Є [a1 , a1 + ?a1]. Вероятность P такого пересечения определяется вероятностью совместного выполнения условий:

A(L) Є [C- ?a/2; C + ?a/2] A1 (L) Є [a1 , a1 +?a!]

и вычисляется как:

P{C-?a/2 ? a(l) ? C+?a/2 ; a1 ? a(l) ? a1 +?a!} = Waa(C, a1,l) ?a ?a!,

где WAA(C, a1,L) –совместная плотность вероятности для A(L) и A1(L) в одной и той же точке пути. Процесс А(L) пространстве считаем дифференцируемым и находим число пересечений N(C,L) заданного уровня С соответствующего значению отступлений от норм содержания рельсовой колеи случайного процесса A(L), характеризующего состояние железнодорожного пути по данным вагона путеизмерителя как:

Длительность выброса представляем как ?Lv =Li+1-Li , тогда среднюю длительность пребывания траектории A(L) над уровнем С, как L +(C) вычисляется как:

где WA(a,L)-одномерная плотность вероятности Р с функцией распределения FA(a,L).

Процесс записи состояния пути А(L) стационарный и эргодичный, поэтому средняя длительность выброса над фиксированным уровнем С можно вычислить как:

а средний интервал между выбросами над уровнем С как:

Таким образом, определяется количество отступлений от норм содержания рельсовой колеи с разбивкой по степеням и протяженность выброса, что дает возможность оценивания объемов работ по текущему содержанию пути. Однако есть показатели, характеризующие состояние пути, которые трудно оценить по записи путеизмерителя без включения в его измерительную систему новых устройств. В связи с этим на уровне изобретений были разработаны устройства для контроля: величины стыкового зазора в рельсовой плети железнодорожного пути; состояния пути посредством контроля взаимного расположения автосцепок; исправности колесной пары в составе движущегося поезда; механически напряженных участков рельсов; угона рельсов и др.

Проведенные исследования, обеспечивающие повышение информативности оценки состояния пути, являются необходимым условием совершенствования технологий путевых работ и в целом системы технического обслуживания пути, но недостаточным условием. Требуется создать новые технические средства, позволяющие изменить технологию путевых работ. Однако прежде, с целью недопущения снижения объема путевых работ по причине выбытия из эксплуатации специального подвижного состава хозяйства пути с просроченным сроком службы, необходимо продлить срок полезного использования эксплуатируемого на дорогах СПС.

В третьей главе разрабатывается система продления срока полезного использования СПС хозяйства пути.

Необходимость решения проблемы управления индивидуальным ресурсом СПС хозяйства пути с целью продления срока полезной эксплуатации возникла в девяностые годы прошлого века одновременно с необходимостью решения аналогичной проблемы в вагонном хозяйстве. В этой области известны работы Бараненко Ю.П., Битюцкого А.В, Кельриха М.Б., Кочнова А.Д., Савоськина А.В., Сергеева К.А., Соколова М.М., Третьякова А.В., Черкашина Ю.М. и других исследователей. С учетом специфики эксплуатации СПС в системе технического обслуживания железнодорожного пути, отличающейся от условий эксплуатации грузовых вагонов при перевозке грузов разработана система продления срока полезного использования, которая получила практическое внедрение в виде Правил и порядка продления СПС хозяйства пути, утвержденных МПС РФ, а впоследствии ряда руководящих документов ОАО «РЖД». Технология работ по продлению срока полезного использования СПС представлена в виде алгоритма на рис.3.

СПС с выработанным ресурсом

анализ конструкторской, эксплуатационной документации выбранного типа СПС

решение о продолжении работ

списание

оценка надежности работы СПС

решение о продолжении работ

подготовка списка СПС, подлежащих продлению (заявка на продление)

списание

диагностирование каждой единицы СПС из списка (визуальный осмотр, замер толщин, дефектоскопирование,металлография, ресурсные испытания

анализ механизмов повреждений, выявление параметров, определяющих техническое состояние

решение о продолжении работ

списание

уточнение напряженно-деформированного состояния, характеристик материалов деталей СПС

оценка остаточного ресурса

ограничение эксплуатации

списание

продление срока полезного использования

Рис.3.Алгоритм технологии продления срока полезного использования СПС хозяйства пути

Работы по продлению срока полезного использования СПС состоят из двух основных этапов. Первый этап, предварительное принятие решения о целесообразности продления срока конкретному типу СПС, которое проводится экспертами на основе анализа проектно-конструкторской и эксплуатационной документации, условий эксплуатации, общесетевой оценке надежности работы данного типа СПС, его морального и физического износа. При положительном решении по первому этапу, на втором этапе обосновываются критерии предельного состояния основных узлов и деталей СПС, разрабатываются методики диагностирования СПС, проводится диагностика каждой единицы СПС, выборочные испытания образцов на остаточный ресурс, а также разрабатывается проектно-конструкторская документация на капитально-восстановительный (капитальный с продлением срока полезного использования) ремонт, после которого срок службы СПС продлевается.

В результате проведенных исследований обоснованы основные причины появления предельного состояния СПС, выраженные в виде отказов в их работе: резкие нерасчетные перегрузки; постепенное накопление в узлах и деталях СПС рассеянных повреждений, приводящих к зарождению и развитию макроскопических трещин; чрезмерный износ трущихся деталей и поверхностей, находящихся в контакте с рабочей средой; природные воздействия; неподдающиеся контролю грубые ошибки при эксплуатации. Отказы разбивались на группы. Первая, отказы, не приводящие к длительным и опасным перебоям в работе СПС, в частности у хоппер-дозаторов модели ЦНИИ ДВЗ и 55-76: износ ударной розетки, вмятина на кузове, изгиб верхней обвязки кузова и т.п., которые устраняются при техническом обслуживании или плановом ремонте. Вторая, предельные состояния основных элементов, которые лимитируют ресурс СПС в целом и прямым образом влияют на безопасность эксплуатации. К ним относятся необратимые повреждения, вызывающие рост трещин как механического происхождения (усталость, изнашивание), так физико-химического происхождения (коррозия). В главе разработаны критерии предельного состояния основных несущих элементов и узлов СПС и составлены характеристики предельного состояния основной номенклатуры СПС. Неработоспособное состояние СПС характеризуется наличием неисправностей, угрожающих безопасности движения. В частности, трещины и разрывы хребтовой балки, уменьшение площади их поперечного сечения из чрезмерной коррозии, вертикальные изгибы одной из продольных балок более чем на 200 мм, прочие дефекты узлов СПС, предельное состояние которых может вызвать закрытие перегона.

во времени, при непрерывном времени имеет вид:

и вектора нагрузок q (t). Процесс q (t) включает силовые, деформационные, температурные, химические и другие воздействия, влияющие на выработку ресурса. Так как при эксплуатации путевых машин материал испытывает переменные нагрузки в случае дискретного процесса нагружения при разных напряжениях в разных интервалах времени, по правилу линейного суммирования повреждений:

Учитывая особый объект исследований – специальный подвижной состав, требующий соблюдения требований повышенной безопасности, характеристики и критерии трещиностойкости с установлением безопасных размеров трещин и трещиноподобных дефектов не вводятся. Рассматриваем только линейную механику разрушения.

Второе допущение: два случайных события, распределение нагрузки и прочности конструкции описываются нормальным законом распределения и происходят совместно. Это допущение дает возможность наложения площадей, ограниченных кривыми рассеяния нагрузки и прочности, при этом область наложения площадей кривых соответствует вероятности отказа. Условием продолжения эксплуатации СПС является выполнение условия, что математическое ожидание прочности превышает математическое ожидание нагрузки.

Совокупность результатов оценок текущего состояния узлов СПС, контролируемое на основании косвенных измерений в момент наработки T есть диагностический вектор W, то есть, имеем множество:

W(Tk ) = (w1 w2 wk ).

Эксплуатационная надежность СПС соответствует:

загрузка...