Файл: Основы технического.pdf

49
Предельное невосстанавливаемое состояние объекта (вагона или его элемента) соответствует физическому или моральному старению, когда за- траты на ремонт существенно повышаются, а также может быть следствием крушений и аварий (частичное или полное разрушение вагона). Такие вагоны исключают из инвентарного парка и разделывают в металлолом. Правила ис- ключения из инвентаря вагонов регламентированы специальной инструкцией
[5]. В соответствии с этой инструкцией исключают из инвентаря кузова гру- зовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов. Исключение из инвентаря колесных пар производится в соответствии с инструкцией по осмотру, осви- детельствованию, ремонту и формированию колесных пар [6], исключение тележек грузовых вагонов – в соответствии с инструкцией по ремонту теле- жек [7], деталей автосцепного устройства – в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства [8], роликовых подшип- ников и корпусов букс – по инструктивным указаниям по эксплуатации и ре- монту вагонных букс [9].
Для вагонов и их основных частей: несущих деталей тележек, осей, ко- лес государственными стандартами и нормативной документацией уста- новлен заданный срок службы, по истечении которого эксплуатация вагонов и их частей не допускается.
Исключение вагонов и их частей из инвентаря выполняется в основном работниками вагоноремонтных депо. В случае повреждений вагонов в про- цессе эксплуатации (в поездах, при маневровых работах, погрузке, выгрузке и т.д.) работники эксплуатационных депо должны уметь определять возмож- ность исключения из инвентаря вагонов или их частей.
Инструкцией по исключению вагонов из инвентаря предусмотрено ис- ключение вагонов по техническому состоянию кузова и рамы. В инструкции приведены признаки – критерии предельного невосстанавливаемого состоя- ния: деформации, изломы и трещины несущих элементов или глубина корро- зии. В случаях пожаров и нарушения безопасности движения: крушений и аварий для оценки технического состояния поврежденных вагонов исполь- зуются эти же критерии.
На исключение вагона из инвентаря составляется акт формы ВУ-10 для грузовых и формы ВУ-10Б – для пассажирских вагонов. В случае поврежде- ния вагона при пожаре к акту ф. ВУ-10 прилагается копия протокола опера- тивного совещания под председательством начальника дороги. К акту на ис- ключение поврежденного вагона должна прикладываться копия акта ф. ВУ-
25 о повреждении вагона. К акту на исключение пассажирских вагонов при- кладываются фотографии поврежденных мест и узлов и экономическое обоснование нецелесообразности восстановления вагона. После составления акта на исключение вагона из инвентаря на кузов вагона наносится белой масляной краской надпись «Подлежит исключению из инвентаря».
Исключение из инвентаря ответственных деталей ходовых частей и ав- тосцепного устройства производится также по их техническому состоянию или по заданному сроку службы по правилам, изложенным в перечисленной

50
выше нормативной документации. В случае нарушений безопасности движе- ния оценка технического состояния поврежденных деталей производится по этим же правилам.
Система технического обслуживания и ремонта вагонов совместно с объектом обслуживания и ремонта – вагонами – представляют сложную сис- тему взаимодействия вагонов и системы обслуживания.
В соответствии с основной концепцией теории надежности вагоны, вы- полняя требуемые функции, расходуют технический ресурс, назначенный при их проектировании и изготовлении и случайным образом, с течением времени переходят в неисправное, неработоспособное или предельное со- стояние. В системе технического обслуживания и ремонта восстанавливают надежность вагонов и переводят их обратно в работоспособное исправное состояние.
Событие, заключающееся в нарушении работоспособности, т.е. пере- ход из работоспособного состояния в неработоспособное, считают отказом, а переход из исправного состояния в неисправное – повреждением. Эти пере- ходы являются следствием воздействия на вагон большого количества экс- плуатационных факторов, что обуславливает случайный (вероятностный) ха- рактер отказов. Восстановление работоспособного или исправного состояния в системе технического обслуживания вагонов организовано и выполняется по определенной технологии, однако случайный характер отказов и повреж- дений определяет процесс восстановления также в известной мере как слу- чайный.
Вагон и его основные элементы являются ремонтируемыми (восста- навливаемыми) объектами. Таким образом, функционирование сложной сис- темы взаимодействия вагона и системы его технического обслуживания и ремонта характеризуется состоянием вагона и переходами из одного состоя- ния в другое.
Численные характеристики состояний и переходов могут быть рассчи- таны в виде вероятностей состояний в произвольный момент времени и ин- тенсивностей переходов, т.е. количества переходов из одного состояния в другое в единицу времени. Вероятности состояний и интенсивности перехо- дов рассчитывают для одного среднестатистического вагона наличного парка рассматриваемого полигона (станции, отделения дороги или дороги). Воз- можные состояния и переходы вагона из одного состояния в другое удобно изображать с помощью графа состояний.
В соответствии с теорией графов, граф – это система точек, называе- мых вершинами, соединенных линиями – дугами. Вершины и дуги имеют численные значения, а если дуги имеют направление, то граф называют ори- ентированным.
На рис. 2.7 приведен граф состояний вагона в системе технического об- служивания и ремонта вагонов. Вершины графа соответствуют состояниям, а дуги переходам. Состояния обозначены
S
i
, вероятности состояний –
Р
i
, ин-

51
тенсивности переходов из исправного работоспособного в другие состояния -
λ
1
i
, интенсивности обратных переходов (восстановление) -
μ
i1
Рис. 2.7. Граф состояний вагона в системе технического обслуживания и ремонта
Виды состояний на графе:
S
1
– исправное работоспособное, контроли- руемое при техническом обслуживании (ТО);
S
2
– неисправное работо- способное;
S
3
– неработоспособное неисправное;
S
4
– предельное, вос- станавливаемое текущим ремонтом (ТР); ;
S
5
– предельное, восстанав- ливаемое плановым (деповским или капитальным) ремонтом (ДР, КР); ;
S
6
– предельное, не восстанавливаемое (исключение из инвентаря)
Для численного расчета вероятности состояний используют учетные и отчетные данные отделения дороги и вагонного депо: среднесуточный на- личный парк грузовых вагонов и среднесуточное количество вагонов, отре- монтированное соответствующим видом ремонта для перевода в работоспо- собное состояние.
Среднесуточный наличный парк составит
, где
N
i
– наличный парк в
i
-е сутки;
365 – количество дней в году.
∑
=
365 1
365 1
i
N
N

52
Обозначим количество вагонов, соответствующее состояниям
S
1
–
S
6
на рассматриваемом полигоне (отделение дороги, станция):
n
1
– среднесуточное количество вагонов в исправном, работоспособ- ном состоянии;
n
2
– отремонтированных текущим безотцепочным ремонтом
(в составах поездов);
n
3
+
n
4
– отремонтированных текущим ремонтом (с отцепкой) ТР-1 и ТР-2;
n
5
– отремонтированных деповским и капитальным ремонтом
(отправленных в капитальный ремонт);
n
6
– исключенных из инвентаря.
В целом для полигона должно быть
,
(2.26) где
k
= 6 – количество состояний.
Из (2.26) следует
Статистические характеристики состояний вагона – частости (относи- тельные частоты)
(2.27)
Для достаточно больших значений
N
частости можно принять за веро- ятности.
В соответствии с предельными теоремами теории вероятностей, веро- ятность ошибки (
ε
)
от замены частости вероятностью составит
Р
|
(
ω
-
р)
≤
ε
| ≥ 1 - δ ,
(2.28) где
ε
,
δ - сколь угодно малые величины
При увеличении
N
(
N
→ ∞ ),
ε
→ 0 и
Р
→ 1
Величины
Р
и
ε
для различных
N
приводятся в таблицах достаточно больших чисел. Например, для
ε
= 0,05 и
Р
= 0,9 ,
N
= 270.
Так как наличный парк крупных сортировочный станций и отделений дорог составляет величину порядка 10 3
, ошибку от замены частости вероят- ностью можно не учитывать.
Из формулы (2.26) следует (см. рис. 2.7)
∑ =
=
+
+
+
=6 1
6 2
1
k
i
N
n
n
n
n
∑
−
=
=6 1
1
k
i
n
N
n
N
n
i
i
=
ω

53
,
Переход вагона из одного состояния в другое можно определить как поток событий переходов, т.е. последовательность однородных событий, происходящих одно за другим в случайные моменты времени. Поток собы- тий переходов, например, поток отказов вагонов или переход из состояния
S
1
в
S
3
, для множества
N
(среднесуточный наличный парк) характеризуется численным значением интервала между событиями, которые являются слу- чайной величиной. Пример такого потока приведен на числовой оси времени
(рис. 2.8).
Рис. 2.8. Схема формирования потока событий (отказов):
1,2,3 … – порядковые номера событий;
t
1
,
t
2
… – время события;
τ
1
,
τ
2
… – интервалы между событиями
Величины
τ
1
=
t
2
–
t
1
;
τ
2
=
t
3
–
t
2
и т.д. являются случайными. В этом случае поток называют нерегулярным. Если интервалы постоянны, то имеет место регулярный поток.
Для статистической оценки интенсивности переходов следует зафикси- ровать количество событий (переходов) за время
Δ
t
(см. рис. 2.8).
Статистическая оценка интенсивности переходов
,
(2.29) где
n
1
i
(
Δ
t)
– количество переходов из работоспособного исправного состояния в другие состояния за время
Δ
t
из множества
N.
Для вагонов как ремонтируемых объектов, интенсивность перехода из состояния
S
1
в состояние
S
3
будет величиной параметра потока отказов
(2.30)
)
(
)
(
1 1
t
N
t
n
i
i
Δ
Δ
∧
=
λ
)
(
)
(
1 1
t
N
t
n
i
i
Δ
Δ
=
ω
1 6
1
=
∑
=
=
k
i
i
P
∑
=
=
−
=
6 2
1 1
k
i
i
P
P

54
Если принять
Δ
t
= 1 (единице времени), то для практических расчетов
(2.31)
Вероятностная оценка
(2.32)
, где
f(t)
– дифференциальная функция (плотность) распределения случайной величины;
р(t)
– для перехода
S
1
-
S
3
– вероятность безотказной работы вагона за наработку.
Допустимо использовать статистическую оценку интенсивностей пере- ходов. Следует помнить, что интенсивность перехода отнесена к одному среднестатистическому вагону наличного парка
N
за период
t
Обратный переход вагона в работоспособное состояние обеспечивают ремонтом в системе технического обслуживания и ремонта.
Интенсивность обратного перехода
,
(2.33) где
n
i1
(∆
t
= 1
)
– количество переходов в работоспособное состояние из
i
–го состояния за время
t
= 1 из множества
N
Величина
n
i1
представляет количество отремонтированных в единицу времени вагонов.
Из приведенных данных следует, что для обслуживания среднесуточ- ного наличного парка вагонов
N
необходимы условия:
n
21
≥
n
12
;
n
31
+
n
41
≥
n
13
+
n
14
, или для каждого прямого и обратного переходов на графе состояний соблю- далось условие
λ
1
i
≤
μ
i1
Если обозначить
,
(2.34) где
ρ
i
– коэффициент загрузки системы, то необходимо условие
ρ
< 1.
N
n
i
i
1 1
=
∧
λ
)
(
)
(
1
t
p
t
f
i
=
λ
N
n
i
i
1 1
=
μ
1 1
i
i
i
μ
λ
ρ
=

55
Это условие означает, что система технического обслуживания и ре- монта вагонов должна иметь производственную мощность, обеспечивающую ремонт и обслуживание всех вагонов, поступающих в систему для ремонта и обслуживания. В случае
ρ
> 1 система не обеспечивает ремонт и обслужива- ние вагонов в потребном объеме.
Граф состояний вагонов, приведенный на рис. 2.7, характеризует веро- ятности состояний и интенсивности переходов для вагона. Аналогичные ха- рактеристики для системы обслуживания и ремонта вагонов рассчитывают на основе теории массового обслуживания (см. главу 6).
Техническое обслуживание вагонов в пути следования поездов органи- зовано на технических станциях (сортировочных и участковых), где графи- ком движения поездов предусмотрены стоянки для технических операций: коммерческих и по обслуживанию локомотивов и вагонов.
Контроль за техническим состоянием вагонов в проходящих поездах
(без остановки) требуется также на отдельных промежуточных станциях гру- зонапряженных участков, вследствие недостаточной надежности ответствен- ных узлов вагона: буксового и автотормоза.
В связи со спецификой эксплуатации вагонов: требованием обеспече- ния безопасности движения, сезонными особенностями (зимой или летом), периодической погрузкой и выгрузкой, непрерывной работой агрегатов реф- рижераторных вагонов – необходимы дополнительные виды технического обслуживания. Для грузовых вагонов – подготовка порожних вагонов к по- грузке и промежуточная ревизия (между плановыми ремонтами) отдельных узлов с низкой надежностью (буксового, автотормоза). Для рефрижератор- ных вагонов – периодическая проверка состояния дизель-генераторов и ком- прессоров. Для пассажирских вагонов необходимо сезонное обслуживание систем отопления, электроснабжения и вентиляции при подготовке к зиме и по окончании зимы, а также ревизия ответственных частей вагона в период между плановыми ремонтами.
В соответствии с этими требованиями в правилах технического обслу- живания предусмотрены специальные виды обслуживания. Организация этих видов обслуживания подробно рассмотрена в разделе 2.5 и в третьей части настоящего пособия.
2.5. Виды и периодичность технического обслуживания вагонов
В соответствии с ГОСТ 18322 [1] техническое обслуживание (ТО) – это комплекс технических и организационных мероприятий в процессе эксплуа- тации вагонов для обеспечения эффективного выполнения заданных функ- ций. Система ТО и ремонта – это совокупность взаимосвязанных средств, документации, исполнителей для поддержания и восстановления качества изделий (вагонов), входящих в эту систему.