Файл: Основы технического.pdf

80
В указанном выше анализе приведено распределение отцепленных ва- гонов по сроку эксплуатации после формирования или полного освидетель- ствования колесных пар:
- от одного года
– около 35%;
- от одного до двух лет – 26%;
- от двух до трех лет –
14%.
Такое распределение указывает, что основными причинами отказов служат недостатки монтажа при полной ревизии букс в депо и на вагоноре- монтных заводах.
Этот вывод подтверждается также тем, что по результатам служебного расследования отказов буксового узла более половины случаев относят на учет вагонных депо или вагоноремонтных заводов. Так, в 2002 г. Свердлов- ской дороге на учет передано с других дорог 60% от общего количества уч- тенных дорогой случаев нарушений безопасности движения из-за отказов буксового узла.
Дальнейший анализ показывает, что основными причинами отказов буксового узла являются несоблюдение технологии монтажа букс и техноло- гии промежуточной ревизии букс, а также несовершенство технологических процессов и недостатки конструкции торцевого крепления подшипников.
Так, из 41% отказов букс из-за неисправности торцевого крепления подшип- ников 35,6% произошли на осях РУ1 (крепление гайкой); 4,4% - на осях
РУ1Ш (крепление шайбой). Технология крепления подшипников торцевой гайкой включает ручные операции с субъективным контролем их параметров и требует большого опыта и высокой квалификации персонала.
Несовершенна технология установки внутренних колец подшипников способом горячей посадки.
Допускаются ошибки в процессе измерения диаметра посадочной по- верхности внутренних колец и шеек осей ручными инструментами, ошибки в измерении радиальных и осевых зазоров подшипников щупами, измерения роликов вручную при сортировке.
Кроме перечисленных в начале раздела 2 случаев излома ответствен- ных деталей, в числе особых случаев брака в большом количестве происхо- дят сходы вагонов в поездах. В период 1998-2003 гг. среднегодовое количе- ство составило 19 случаев (в 1998 г. – 11, в 2001 г. – 37). В анализе приводит- ся большое количество причин схода вагонов по вагонному хозяйству:
- отступления от допускаемых размеров по разности баз боковых рам тележек;
- неисправности фрикционного узла рессорного подвешивания, в т.ч. сверхнормативное завышение фрикционных клиньев относительно надрес- сорной балки;
- несоответствие зазоров между скользунами установленным нормам;
- излом боковой рамы тележки;
- неисправность узла пятник-подпятник;
- излом шейки оси;

81
- излом колеса;
- падение на путь корпуса автосцепки;
- падение створки двери вагона;
- остроконечный накат на гребне колеса;
- падение тормозной колодки;
- дефекты на поверхности катания колес (ползуны, навар металла, не- равномерный прокат);
- падение тяги разгрузочного люка минераловоза;
- падение плиты фитингового упора платформы;
- открытие люка хоппер-дозатора и удар его о контррельс;
- перекос кузова вагона.
Почти все из перечисленных причин связаны с различными дефектами или отступлениями от норм и могли быть выявлены в процессе технического обслуживания вагонов.
С целью своевременного выявления схода вагонов на подходах к стан- циям (до входного светофора) получили массовое распространение устройст- ва контроля схода подвижного состава (УКСПС).
Для оценки причин схода порожних вагонов в 2002 г. были введены посты выявления порожних грузовых вагонов с увеличенной амплитудой ко- лебаний кузова по типу боковой качки с перевалкой на плите подпятника те- лежки. Разработана методика выявления таких вагонов.
Существенное значение в обеспечении безопасности движения имеет автосцепное оборудование. Допускается большое количество обрывов авто- сцепки (корпуса автосцепки, тягового хомута, клина) и саморасцепов авто- сцепки. С 1998 по 2004 г. произошло 310 обрывов и 460 саморасцепов, ква- лифицируемых как брак в поездной работе. Известны случаи схода вагонов из-за наезда на выпавшую автосцепку.
Причиной обрыва являются трещины и износ деталей. В условиях ударных нагрузок есть вероятность образования и развития трещин в период между плановыми ремонтами вагонов. Выявление трещин при техническом обслуживании вагонов производится осмотрщиками вагонов визуально, за- труднено из-за недоступности отдельных элементов для осмотра.
Саморасцепы автосцепки происходят вследствие большого количества причин. Основная причина – неисправность деталей механизма, предназна- ченных для предохранения от саморасцепа (износ, деформации, изломы).
Для контроля механизма при техническом обслуживании вагонов ис- пользуется метод ручной проверки с помощью ломика, который при пра- вильном исполнении дает хорошие результаты. Автоматический прибор про- верки предохранителя от саморасцепа, разработанный в 80-х гг., обеспечива- ет недостаточно высокую достоверность и не получил распространения.
Опасным нарушением безопасности движения является отправление поезда с перекрытыми концевыми кранами – особый случай брака. В этом случае имеет место так называемый человеческий фактор, т.е. прямое невы- полнение служебных обязанностей. Перекрытые концевые краны должны

82
выявляться при сокращенном опробовании тормозов, т.е. в допущенном на- рушении правил участвуют два человека.
Оценка состояния безопасности движения в поездной и маневровой ра- боте по отдельным хозяйствам железнодорожного транспорта в целом на до- рогах, а также по отдельным предприятиям каждого хозяйства производится преимущественно сравнением количества случаев нарушения безопасности движения за истекший и предыдущие периоды (месяцы, кварталы, годы).
Анализ безопасности движения по вагонному хозяйству выполняется также в относительных единицах: количество случаев, приходящееся на еди- ницу наработки – пробега вагонов в миллиардах вагоно-километров.
Недостатком такого способа является невозможность сравнительной оценки значимости отдельных видов нарушений в целом по хозяйству, по отдельным дорогам и предприятиям для принятия управленческих решений.
Следует учитывать особенности эксплуатации грузовых вагонов:
1) вагоны курсируют по дорогам и не закреплены за конкретными де- по;
2) ГВЦ РЖД осуществляет понумерной учет выполненного пробега ва- гонов (груженый, порожний и общий);
3) ГВЦ РЖД осуществляет понумерной учет планового и текущего ре- монта вагонов;
4) причины нарушений безопасности движения во многих случаях свя- заны с нарушением требований при выпуске вагонов из планового или теку- щего ремонта и не могут быть выявлены в процессе технического обслужива- ния.
В соответствии с анализом причин нарушения безопасности движения по вагонному хозяйству эти причины разделены на группы:
1) отказы вагонов (технические причины);
2) невыполнение или нарушения персоналом правил технической экс- плуатации вагонов или ошибки в действиях персонала, то, что принято назы- вать «человеческий фактор»;
3) сбои работы, отказы диагностического автоматического оборудова- ния контроля подвижного состава на ходу поезда;
4) несовершенство технологии ремонта и технического обслуживания вагонов – отсутствие методов технического контроля при ремонте, гаранти- рующих безотказную работу вагона в межремонтный период и методов вы- явления отказов, связанных с наработкой вагона в этот период (например, ус- талостных, износовых).
Для сравнительной численной оценки состояния безопасности движе- ния на гарантийных участках и участках обслуживания в границах депо в це- лом, а также по отдельным видам нарушений используется единичный пока- затель: средняя наработка вагона на отказ:

83
[ ]
)
(
)
(
)
(
t
r
M
t
L
t
l
=
,
(4.1) где
L(t)
– общая наработка вагонов в вагоно-километрах за период
t
;
r(t)
– число случаев за период
t
;
M[r(t)]
– математическое ожидание числа отказов за период
t.
По аналогичному показателю следует оценивать обеспечение безопас- ности движения ремонтными депо или ремонтными подразделениями депо по нарушениям, переданным с участков обслуживания дороги или с других дорог на учет депо, в случаях установления вины депо по результатам слу- жебного расследования.
В этом случае наработка на отказ составит
[ ]
)
(
)
(
1
t
r
M
l
t
l
ij
m
j
i
∑
=
=
,
(4.2) где
m
– количество переданных случаев
i –
го вида;
ij
l
–
пробег
j –
го вагона от окончания планового ремонта до случая нарушения безопасности
i –
го вида.
Для сравнительной оценки количества нарушений безопасности дви- жения из-за отказов и повреждений основных узлов вагона и некоторых не- сущих элементов, с целью выбора приоритетных направлений совершенство- вания конструкции вагонов или их модернизации, совершенствования техно- логии ремонта и технического обслуживания разработана специальная мето- дика.
Рекомендуется использовать комплексный расчетный показатель для численной оценки риска (значимости) конкретных нарушений безопасности движения по
i –
му узлу вагона (букса, колесная пара, тележка и т.д.) за пе- риод
t
А
i
(t) = p
i
(t)P
i
(Т)
, (4.3) где
p
i
(t)
– частость (вероятность) нарушений безопасности по отказам
i –
го узла вагона за период
t
(в отношении к общему количеству отказов всех видов за этот период)
t
= 1 год;
P
i
(Т)
– базовый показатель – частость (вероятность) опасных видов нарушений по
i –
му узлу – крушений и аварий в течение продолжительного периода Т = 5
÷10 лет, в отношении к

84
общему количеству нарушения безопасности движения
i –
го вида.
Величина
А
i
представляет численную оценку риска (вероятность) кру- шения или аварии из-за отказов
i –
го вида за период
t
Величины
p
i
(t)
и
P
i
(Т)
определяются из выражений:
)
(
)
(
)
(
1
t
n
t
n
t
р
i
s
i
i
∑
=
,
(4.4) где
n
i
(t)
– количество нарушений безопасности движения из-за отказов
i –
го узла вагона за период
t
;
s
– количество учтенных видов нарушений безопасности движения
(по принятой классификации)
)
(
)
(
)
(
T
n
T
N
Т
Р
i
i
i
=
,
(4.5) где
N
i
(Т)
– количество крушений и аварий из-за отказов
i –
го узла вагона за длительный период
Т
(10 лет);
n
i
(Т)
– количество нарушений безопасности движения из-за отказов
i –
го узла вагона за длительный период
Т
Для оценки общего уровня состояния безопасности движения по узлам и деталям вагона величины
А
i
следует просуммировать.
В случае, если из анализа статистических данных
n
i
(t)
= 0, то для рас- чета принимается
n
i
(t)
= 1, если
∑
n
i
достаточно велика.
В случае, если из анализа статистических данных
N
i
(Т)
= 0, но есть информация о возможности единичных случаев, то для расчета принимается
N
i
(Т)
= 1.
По численным значениям показателей
А
i
может быть выполнено ран- жирование нарушений безопасности движения из-за отказов отдельных узлов вагона для выбора приоритетных направлений разработки мероприятий.
С целью ранжирования опасности отдельных видов отказов вагонов на перспективу произведена численная оценка опасности (риска) нарушений безопасности с тяжелыми последствиями по статистическим данным учета с
1993 по 2002 г.:
1) излом шейки оси из-за перегрева буксы, отцепка вагонов в пути сле- дования из-за неисправностей (грения букс);
2) изломы колес;

85 3) изломы боковой рамы (боковины) или надрессорной балки тележки
(модели 18-100).
Расчетные данные составляют:
– для изломов шейки оси и отцепки вагонов из-за неисправностей букс в 2002 г.
р
б
= 0,57 ;
P
б
= 4,2
⋅
10
-4
; А
б
= 24,3
⋅
10
-5
;
– для изломов колес
р
к
= 0,555
⋅
10
-3
;
P
к
= 0,154
⋅
10
-2
; А
к
= 9,1
⋅
10
-5
;
– для изломов боковой рамы и надрессорной балки тележки
р
Т
= 0,554
⋅
10
-3
;
P
Т
= 0,213; А
Т
= 11,8
⋅
10
-5
;
По расчету для случаев обрыва автосцепки (брак в работе)
р
а
=2,9
⋅
10
-3
P
а
= 0,79
⋅
10
-3
; А
к
=2,4
⋅
10
-5
; для случаев падения деталей (брак в рабо- те)
р
n
= 0,94
⋅
10
-2
; P
n
= 0,46
⋅
10
-2
; А
n
= 4,23
⋅
10
-5
; для случаев отправ- ления поезда с перекрытыми концевыми кранами (особый случай брака)
р
о
=
0,56
⋅
10
-3
;
P
0
= 0,525; А
0
= 2,9
⋅
10
-5
;
Наиболее опасными являются (по рангу):
1 – отказы буксового узла;
2 – случаи излома литых деталей тележек;
3 – изломы колес;
4 – падение деталей вагонов.
Для расчета риска случаев сходов вагонов в поездах предлагаемая ме- тодика не применена, вследствие множества причин. Выше приведены 16 причин, указываемых в статистических данных, в том числе учтенные при ранжировании отказов: излом шейки оси, излом колеса, излом боковой рамы тележки, падение деталей вагона на путь. Некоторые нарушения безопасно- сти движения: изломы деталей, излом шейки оси, излом боковых рам и над- рессорных балок тележек, излом колес, большие ползуны на колесах могут происходить без схода подвижного состава. В учетных данных ревизорского аппарата перечисленные случаи выделяются (указывают общее количество случаев, в том числе со сходом).
Количество сходов достаточно велико, вероятность тяжелых последст- вий при сходе достаточно большая. Недостаточно изучены причины схода порожних вагонов (зависимость вероятности схода от сочетания допускае- мых отступлений в содержании пути и неконтролируемых при техническом обслуживании износов элементов вагона).
Приведенные выше расчеты показывают, что приоритетным направле- нием обеспечения безопасности движения по вагонному хозяйству остается буксовый узел. Несмотря на массовое использование аппаратуры теплового