Введение к работе
Актуальность проблемы.
В решении стратегической программы ОАО «Российские железные дороги» значительное место отводится мониторингу технического состояния тягового состава (электровозы, тепловозы), подвижного состава (пассажирские и грузовые вагоны) и объектов инфраструктуры, как железных дорог, так и отрасли в целом.
Одной из основных задач мониторинга локомотивов и вагонов в реальном времени - оценивать техническое состояние ходовых частей, функционирующих в тяжелейших эксплуатационных режимах.
Помимо этой задачи - идентифицировать приближение контролируемых технических параметров к своим критическим значениям, имеется прямая необходимость определять зарождающиеся дефекты, вычислять скорость их дрейфа. Решение этой комплексной проблемы дает прогноз безопасности резерва движения, что гарантирует безостановочную эксплуатацию поездов, и в свою очередь, создает реальные условия для перевода планово-предупредительных форм ремонта подвижного состава к обслуживанию с учетом реального их технического состояния. Это решается путем разработки и широкого внедрения бортовых систем и постовых диагностических комплексов. Реализация этих задач наиболее эффективна с применением бортовых систем.
Локомотивы оснащены комплексными локомотивными устройствами безопасности (КЛУБ), устройствами контроля бдительности машиниста (УКБМ), системами автоматического управления тормозами (САУТ), безопасным локомотивным объединенным комплексом (БЛОК).
Пассажирские составы оснащены системами «Тревоги», где датчики контроля температуры нагрева подшипников устанавливаются на корпусах колесных буксовых узлов и передают непосредственно информацию проводникам, бригадиру поезда и затем тревожная информация поступает машинисту.
Гораздо сложнее обстоят дела с грузовыми вагонами. Отсутствие на борту электропитания полностью исключает возможность непрерывного режима
мониторинга технического состояния их ходовой части. Единственным массовым средством диагностики ходовых частей грузовых вагонов является комплекс технических средств многофункциональный (КТСМ), контролирующий температуры ходовых частей при прохождении грузовых составов" мимо его температурных датчиков. При этом измеряется температура нагрева буксовых подшипников и нагрев пары тормозная колодка - колесо в случае их несанкционированного контакта. Многолетняя эксплуатация КТСМ показала их низкую достоверность. В среднем ежегодно по ложным сигналам КТСМ внепланово останавливается 50 тыс. поездов.
Такой низкий уровень достоверности диагностики грузовых вагонов в движении поставил задачу разработки на новых принципах дистанционных комплексов современного поколения. Это во многом и объясняет превалирующую долю отказов буксовых узлов в общей статистике динамики событий (рис.1).
И тем не менее очевидно: поиск и разработка средств контроля и диагностики буксовых узлов грузовых вагонов следует рассматривать под углом зрения создания постовых диагностических комплексов.
Цель и задачи исследования
-
Проведен анализ постовых диагностических комплексов.
-
Разработаны принципы построения диагностических постовых комплексов на основе использования акустической информации.
-
Исследованы и установлены зависимости между данными, снимаемыми акселерометрами (А) и акустическими микрофонами (дБ).
-
Установлено ранжирование по видам отказов отдельных элементов подшипника.
-
Разработана архитектура компоновки акустических комплексов с учетом возможности оптимизировать диаграммы направленности приемников.
-
Разработаны схемы компоновки диагностических комплексов с учетом возможности их дислокации в местах эпицентра максимальных нагрузок на рельсовый путь с высокой бальностью его технического состояния.
всего событий Виз них по буксам
Рис. 1 .Динамика событий
-
Показана возможность реализации системы «технического зрения» для идентификации забракованного вагона путем прочтения и запоминания его восьмизначного номера и передачи этой информации по радиоканалу в центр управления безопасности движения.
-
Доказана возможность определения остаточного ресурса ходовых частей грузовых вагонов.
Научная новизна диссертации:
-
Впервые разработана методика мониторинга технического состояния грузового вагона при движении поезда на основе акустической информации.
-
Установлены критические значения акустической информации на основе взаимосвязей показателей пьезоакселерометров и микрофонных датчиков.
-
Определена конфигурация акустических комплексов, позволяющая во многом расшить проблему "колесо-рельс".
-
Найдены схемы определения остаточного ресурса грузового подвижного состава.
-
Установлено ранжирование дефектов подшипников, оптимизирующее компоновку комплекса в аспекте его мобильности.
-
Предложена схема многоступенчатой отбраковки буксовых узлов.
-
Начата организация базы данных звуковых сигнатур «годен-брак».
Практическая значимость работы.
Разработанная методика позволяет создать новое поколение диагностических комплексов на основе использования акустической информации. Широкое внедрение комплексов качественно улучшит условия обеспечения безопасности перевозок, а наращивание интеллектуальной мощности комплекса позволит расширить его диагностический диапазон в плане идентификации других видов дефектов.
Структура и объем работы.
Научный доклад состоит из четырех глав, заключения, списка научных трудов
по диссертационной теме и списка использованной литературы.
